Evitare guasti dell'isolatore a causa di uno ione improprio

Gli isolanti compositi offrono una serie di vantaggi ben documentati. Tuttavia, contrariamente a quanto promosso nei loro primi anni, non sono certo "indistruttibili". Pertanto, per garantire prestazioni paragonabili o migliori di quelle attese dagli isolanti ceramici, è necessario porre grande cura nel loro:

• specifica,

• manipolazione, e

• installazione.

Per quanto riguarda le specifiche, gran parte dei problemi segnalati con questi isolatori nel corso degli anni possono essere ricondotti a carenze nella selezione, soprattutto dal punto di vista elettrico. Questo perché la progettazione elettrica degli isolanti compositi non dovrebbe essere effettuata guardando esclusivamente alle loro prestazioni di flashover durante i test a breve termine. Piuttosto, deve idealmente basarsi sul rischio di degrado superficiale dovuto a scariche parziali che, a lungo termine, possono causare tracce, erosione ed eventuali cedimenti.

Questo è un difetto critico poiché gli isolanti compositi sono altamente vulnerabili ai danni in caso di continue scariche parziali e attività di formazione di archi sopra o vicino alle loro superfici. Ad esempio, molti casi di guasto segnalati sono dovuti all'installazione di isolatori senza idonei elettrodi di schermatura per limitare i gradienti di campo elettrico vicino alla loro estremità ad alta tensione e persino alla loro estremità di terra nel caso di tensioni di sistema molto elevate.

Allo stesso modo, i guasti sono stati talvolta il risultato di una stima imprecisa del reale ambiente di servizio di inquinamento. La brochure CIGRE 142-1999 ha spiegato che l'esperienza dei test di invecchiamento in laboratorio e delle prove sul campo ha confermato che esistono tre classi di corrente di dispersione sugli isolanti compositi in normali condizioni di bagnatura:

1. una classe di basso valore, altamente intermittente;

2. una corrente media relativamente elevata di pochi mA, ma lontana dai valori tipici delle condizioni pre-flashover;

3. una classe di valore di corrente elevata (es. alcune centinaia di mA) indicante che l'isolatore è prossimo al flashover.

Mentre gli isolatori ceramici sono progettati considerando principalmente la classe di corrente di dispersione "tipo c", le unità isolanti composite dovrebbero invece essere progettate tenendo conto delle correnti di "tipo b". In effetti, la ricerca ha indicato che mentre le correnti di classe "a" hanno poca influenza sulle prestazioni a lungo termine, le correnti di classe "b" possono portare a tracciamento ed erosione e possibilmente a guasti permanenti.

Di conseguenza, dovrebbe esserci sempre un margine di progettazione sufficiente tra la severità di resistenza e l'effettivo inquinamento ambientale ogni volta che si selezionano isolanti compositi. La necessità fondamentale è limitare la corrente di dispersione per l'intera vita utile tenendo conto della possibile influenza delle sollecitazioni di servizio sull'idrofobicità e sulla bagnabilità della superficie. Pertanto, nel caso di isolatori compositi, siano essi AC o DC, l'approccio convenzionale basato sulle classi di inquinamento come definito nella IEC 60815 può essere considerato discutibile.

Piuttosto, per assicurare prestazioni di servizio soddisfacenti, è necessario adottare un approccio statistico che tenga conto sia dei parametri ambientali che delle caratteristiche specifiche dell'isolante. In particolare, la sola specifica in termini di distanza superficiale richiesta non è di per sé sufficiente. Ad esempio, l'efficienza di un profilo può ridursi se viene forzata una dispersione eccessiva su una data distanza d'arco. Le indicazioni secondo IEC 60815 dovrebbero idealmente essere considerate più uno 'strumento di orientamento' che un sostituto delle informazioni che provengono dai test.

Per quegli isolatori compositi già installati sulle linee e dove è troppo tardi per modificare le specifiche, la diagnostica basata sulla misurazione della corrente di dispersione lungo le unità selezionate può aiutare a identificare possibili insufficienze nella progettazione e innescare il lavaggio qualora i valori medi della corrente di dispersione raggiungano il tipo di classe distruttiva "b" .

Mentre qui viene considerato solo l'aspetto della progettazione elettrica, anche le specifiche adeguate dal punto di vista meccanico sono ovviamente importanti e forse anche più che per gli isolatori ceramici. Ancora una volta, molti guasti segnalati, che interessano in particolare le recenti generazioni di isolatori compositi, sono stati dovuti a specifiche meccaniche imprecise o a pratiche di installazione improprie e non corrette che non tengono conto del danno permanente che può verificarsi.

In linea di principio, la maturità e l'affidabilità intrinseca degli isolanti compositi possono oggi ritenersi soddisfacenti e dello stesso alto livello degli isolanti ceramici. Tuttavia, l'affidabilità nella pratica dipenderà dall'accuratezza delle specifiche elettriche e meccaniche e anche dalle loro caratteristiche speciali, dalla risposta a specifiche sollecitazioni di servizio e dai metodi di installazione.

www.inmr.com/avoiding-insulator-failures-due-to-improper-selection