طرق اختبار تجهيزات الطاقة والعوازل

العوازل عنصر أساسي في خطوط نقل الجهد العالي. يتجلى دورها بشكل رئيسي في جانبين: أولاً، ربط الموصل عالي الجهد بالبرج منخفض الجهد، وتحمل القوى الميكانيكية كالجاذبية والرياح، مما يتطلب تلبية متطلبات الأداء الميكانيكي؛ وثانياً، ضمان العزل بينهما، وهو أحد متطلبات الأداء الكهربائي. يتميز العازل بهيكل بسيط نسبياً، وتكلفة تصنيع منخفضة نسبياً. ولا تقل أهميته عن أي جهاز أو جهاز آخر في نظام الطاقة. تعمل العوازل في خط النقل بالتوازي. وأي عطل في أي سلسلة من العوازل سيؤدي إلى تعطل خط النقل. وفي الحالات الشديدة، قد يؤدي ذلك إلى انقطاع التيار الكهربائي لفترة طويلة، مما يؤثر سلباً على التشغيل الآمن لنظام الطاقة والحياة اليومية للناس.

هناك ثلاث طرق مستخدمة حاليًا في الصين (للمرجع فقط)

1. طريقة مقاومة العزل

في عملية الكشف عن العازل عبر الإنترنت، يتم قياس مقاومة العزل عن طريق قياس تيار التسرب. تتكون عوازل النقل عالية الجهد بشكل عام من عوازل تعليق على شكل قرص ذات بنية بسيطة وقوة ميكانيكية عالية ومعدل شيخوخة منخفض ويمكن استخدامها على خطوط النقل لأي مستوى جهد بعد توصيلها على التوالي. يمكن تمثيل الدائرة المكافئة لها بواسطة دائرة RC المتسلسلة المتوازية. لا تكمن مشكلة طريقة مقاومة العزل في القياس الدقيق للتيار تمامًا، بل تعتمد أيضًا على العوامل التالية: (1) يؤثر تغير جهد خط النقل بشكل مباشر على حجم تيار التسرب، وقيمة تغير التيار الناتجة عن تغير الجهد كافية نظريًا لتكون مكافئة لقيمة تغير التيار عند تدهور عازل واحد أو اثنين. (2) يرتبط تيار تسرب العازل ارتباطًا وثيقًا بدرجة التلوث على سطحه. يؤثر هيكل البرج، ودرجة تآكل العازل، وشكل العازل، والظروف الجوية، مثل درجة الحرارة والرطوبة، وحتى سرعة الرياح واتجاهها، على مقدار تيار تسرب العازل. لذلك، فإن قيمة تيار التسرب هي أيضًا كمية متغيرة زمنيًا في الظروف العادية. تكمن مشكلة تحديد ما إذا كانت هناك عوازل رديئة الجودة في سلسلة العوازل بشكل صحيح، أي كيفية تحديد معيار الحكم.

2. طريقة قياس المجال الكهربائي

يمكن تبسيط العازل المركب على خط الجهد العالي إلى مادة عازلة مستمرة محصورة بين قطبين معدنيين، ولا يؤثر انفصال العازل على توزيع المجال الكهربائي. في هذا النموذج المبسط، يكون المنحنى A لتغير شدة المجال الكهربائي والجهد على طول الاتجاه المحوري للعازل، المحسوب وفقًا لنظرية المجال الكهربائي، سلسًا في الظروف العادية؛ وعند وجود خلل في التوصيل الكهربائي في العازل، يصبح الجهد الكهربائي في هذا الموقع ثابتًا، ويحدث تشوه في الموضع المقابل، مع انخفاض في المنتصف وزيادة في كلا الطرفين. لذلك، يمكن من خلال قياس توزيع المجال الكهربائي المحوري لسلسلة العازل المركب تحديد خلل التوصيل الكهربائي الداخلي للعازل.

3. طريقة التيار النبضي

طريقة تيار النبضة هي تقييم حالة عزل العازل عن طريق قياس تيار نبضة الهالة. المبدأ هو: في سلسلة العوازل ذات العوازل الرديئة، نظرًا لانخفاض مقاومة عزل العازل المتدهور، يكون الجهد الذي يتحمله في سلسلة العازل صغيرًا أيضًا، لذا يجب أن يكون الجهد الذي تتحمله العوازل العادية الأخرى على سلسلة العازل أكبر بكثير من الجهد الذي تتحمله في الظروف العادية. ولأن معاوقة الحلقة تتقلص وتزداد ظاهرة هالة العازل، سيزداد تيار نبضة الهالة حتمًا. بناءً على ظاهرة زيادة عدد وسعات نبضات الهالة عند وجود عوازل رديئة على الخط، يُدخل مستشعر تيار نبضة الهالة واسع النطاق في سلك تأريض البرج لاستخراج إشارة تيار نبضة الهالة. من خلال طرق معالجة إشارة معينة، يتحقق الغرض من اكتشاف العوازل الرديئة في الطرف منخفض الجهد.