Როგორ არეგულირებს იზოლატორი ელექტროულ ავარიებს

Იზოლატორის ძირეული ელექტროული იზოლაციის მექანიზმები

Მუდმივი დენის გატარების შეჩერება მაღალი წინაღობისა და საერთო სივრცის სტრუქტურის მეშვეობით

Იზოლატორები თავიდან აიცილებენ ელექტრულ გამართულებას, რადგან ისინი აკავებენ დენის გატარებას თავიანთი ბუნებრივი მასალების მახასიათებლების გამოყენებით. ამ მასალებს ძალიან მაღალი ელექტრული წინაღობა აქვთ, ხშირად 10^10 ომ·მეტრზე მეტი, რაც ელექტრონების მათ შიგნით გადაადგილებას ძალიან რთულს ხდის. ეს ხდება იმ ისე წოდებული ელექტრონული საერთო სივრცის (bandgap) გამო, რომელიც ჩვეულებრივ 5 ელექტრონ-ვოლტზე მეტია. როდესაც ეს სივრცე არსებობს, ვალენტური ელექტრონები არ შეძლებენ ჩვეულებრივი ექსპლუატაციური ძაბვების დროს გადახტომას გამტარობის ზონაში, ამიტომ მუხტები ფაქტობრივად დაიჭერებიან და არ გადაადგილდებიან. ფარფლიანი იზოლატორები მყარი ცენტრალური ნაკრებით და სხვადასხვა პოლიმერული ტიპი ზუსტად ამ პრინციპზე მოქმედებენ, რათა შეიძლება მინიმალურად შეამცირონ გაჟონვის დენები, მიუხედავად იმისა, რომ ისინი ხანგრძლივად იძლევიან ძაბვის სტრესს. შედეგების გასაუმჯობესებლად წარმოებლები ქმნიან სიმჭიდროვის მაღალი კრისტალური სტრუქტურებს კერამიკულ მასალებში ან გამოიყენებენ გადაკვეთილ პოლიმერებს, რომლებიც შეზღუდავენ იონების მოძრაობის ადგილებს. რათა საერთო წარმოდგენა მივიღოთ, სპილენძის წინაღობა დაახლოებით 10^-8 ომ·მეტრია. ეს ნიშნავს, რომ იზოლაციის მასალები ელექტრული დენის გატარების ბუნებრივად შეჩერებაში დაახლოებით 18 რიგით უკეთესები არიან.

Დიელექტრიკული სიმტკიცისა და გამტარობის ზღვარის მეშვეობით ძაბვის დატვირთვის წინააღმდეგ მედეგობა

Კარგი დამცავი მასალები აძლევენ შესაძლებლობას უფრო მკაცრად გადაიტანონ ძაბვის შეტევები, რადგან მათ აქვთ ის, რასაც ეწოდება მაღალი დიელექტრული სიმტკიცე. ეს ძირითადად ნიშნავს იმ ელექტრული ველის წნევას (კილოვოლტებში მილიმეტრზე), რომელსაც მასალა შეძლებს გამძლეობას მის სრული დაშლამდე. ყველაზე გავრცელებული მასალები, როგორიცაა მინა და სილიკონის რეზინი, ჩვეულებრივ იძლევიან 10–40 კვ/მმ დიაპაზონში, რაც მნიშვნელოვნად აღემატება ჩვეულებრივი ჰაერის 3 კვ/მმ-ს. როდესაც ძაბვები რჩება ამ ზღვარებს ქვემოთ, შეიძლება მოხდეს მცირე ელექტრული განათებები, მაგრამ ჩვეულებრივ ისინი არ იწვევენ პრობლემებს. თუმცა, როდესაც ეს ზღვარი გადაიჭარება, სიტუაცია სწრაფად უარესდება: იონები უკონტროლოდ იმრავლებიან, სანამ მასალა სრულიად არ დაიშლება. ამიტომ ინჟინრები ყოველთვის დამატებით დაცვას იგებენ დამცავი სისტემების დიზაინში, ჩვეულებრივ მიზანად ის აიღებენ, რომ ექსპლუატაცია მასალის მაქსიმალური შეძლებლობის დაახლოებით ნახევარში მოხდეს. ეს აძლევს სივრცეს განუცხადებელი მოვლენებისთვის, როგორიცაა ქარხნული ხახუნი ან ელექტროენერგიის ქსელში რყევები. და რაც მასალებს შეეხება, მათი ხარისხიც ძალიან მნიშვნელოვანია. მცირე რაოდენობის ტენი, მეტალის ნაკერები ან მტვერი ზედაპირზე შეიძლება დიელექტრული სიმტკიცის 2/3-ით შემცირებას გამოიწვიოს, რაც მის სწრაფ ასაკობრივ დამცავი ფუნქციის დაკარგვასა და მოსალოდნელზე ადრე დაშლას იწვევს.

Ზედაპირული გამტარობის თავიდან აცილება: კრეპაჟი, დაბინძურება და ჰიდროფობულობა

Კრეპაჟის მანძილის დიზაინი ზედაპირული გამტარობის გზის გასაგრძელებლად

Ტერმინი „კრიპეჯის მანძილი“ ძირეში აღნიშნავს იზოლატორის ზედაპირზე გამავალ უმოკლეს მანძილს, რომელიც აერთებს სხვადასხვა ენერგიზებულ კომპონენტს. როდესაც ინჟინერები ამ მანძილების დიზაინს აკეთებენ, მათ სცილდებიან არასასურველი დანაკარგის დენების წარმოქმნის შეძლებლობას. ამ მანძილის გაგრძელებით ჩვენ ფაქტობრივად ამაღლებთ ზედაპირის წინაღობას და შევნელებთ შესაძლო ფლეშოვერებს, რადგან ელექტროენერგიას უფრო წინაღობიან დაბინძურების ფენებზე გავლა ექნება. სტანდარტების ორგანიზაციები, მაგალითად, IEC 60815, განსაზღვრავენ მინიმალურად დასაშვებ მანძილებს კონკრეტული ადგილის დაბინძურების ხარისხის მიხედვით. ზოგიერთი სპეციალური, სუფთა ზედაპირებს შედარებით 30–40 პროცენტით ზედაპირის ფაქტობრივი ფართობის გაზრდას შეძლება მქონე ღრმა რებრებით შემკული ტუტის ფორმის დიზაინი არსებობს. ზოგიერთი ზღვის სიახლოვეს მდებარე ელექტროსადგურის შემთხვევაში, სადაც მარილი ყველგან არის, საჭიროებული კრიპეჯის სპეციფიკაციები ხშირად 31 მმ/კვ ან მასზე მაღალი მნიშვნელობებს აღწევს. ეს ხელს უწყობს კარგი სამუშაო მახასიათებლების შენარჩუნებას და ამავე დროს უზრუნველყოფს აღჭურვილობის ზომების მართვას.

Ჰიდროფობური ზედაპირები და გამტარი დაბინძურების ფენების ჩახშობა

Წყალგანმეტებლობის თვისება არჩეხავს უწყვეტი გამტარი ფილმების წარმოქმნას იზოლატორების ზედაპირებზე. მაგალითად, სილიკონის რეზინის ზედაპირზე მდებარე დაბალენერგიანი მეთილის ჯგუფები 90 გრადუსზე მეტი კონტაქტული კუთხეების შექმნას უზრუნველყოფს. ამ მიზეზით წყალი მასალის ზედაპირზე გავრცელების ნაცვლად ბურთულებად იკრებება. როდესაც წყალი არ ვრცელდება, მაშინ არ ხდება ნაკლებად სუფთა ნივთიერებების გახსნა და ელექტროლიტური გზების გასწვრივ მოძრაობაც. ამ ნაკლებად სუფთა ნივთიერებები ცალკეული ნაკრებების სახით რჩება და ელექტროდებს შორის არ უკავშირდება. პოლიმერული იზოლატორები სინამდვილეში ბევრად უკეთეს შედეგს აჩვენებენ ტრადიციული ფაიანსის მასალებთან შედარებით, როდესაც საქმე სიტენის ან სიბინძურის პრობლემებს ეხება. ზოგიერთი სუპერ წყალგანმეტებლობის მკურნალობა 150 გრადუსზე მეტი კონტაქტული კუთხეების შენარჩუნებას უზრუნველყოფს. სანაპირო რეგიონებში ჩატარებულმა საველე გამოცდებმა აჩვენა, რომ ეს მკურნალობები დაბინძურების გამო წარმოქმნილი გამონახვევის რისკს დაახლოებით 2/3-ით ამცირებს. ამ მიზეზით ჰიდროფობული თვისებები მოლეკულურ დონეზე მუშაობს ფიზიკური დიზაინის გაუმჯობესებებთან ერთად იზოლაციის შესრულების გასაუმჯობესებლად.

Იზოლატორების დეგრადაციის მიმართულებები და ადრეული გაფუჭების მინიშნები

Ტერმული ასაკობრივობა, ნაკლები განახლების ეროზია და ქიმიური დაბინძურების ეფექტები

Იზოლატორების მასალები დროთანაბარად დაიშლება რამდენიმე დაკავშირებული პროცესის შედეგად: სითბოს მიერ მოწყვლადება, ნაკლებად გამოხატული გამორეკვის მოწყვლადება და ზედაპირებზე ქიმიური ნაკრები. ყველა ეს ფაქტორი ერთად მოქმედებს იზოლატორების ელექტრული თვისებების გასუსტებაზე. როდესაც ტემპერატურა 80 გრადუს ცელსიუსზე მაღალდება, მასალა უფრო სწრაფად იშლება. ყოველ დამატებით 8–10 გრადუსზე პოლიმერული იზოლაციის სიცოცხლის ხანგრძლივობა ნახევრდება, რადგან მოლეკულები იწყებენ დაშლას და ხდებიან მყიფე. ნაკლებად გამოხატული გამორეკვა იზოლაციაში მცირე ადგილობრივი გამორეკვების შედეგად მცირე არხებს ქმნის. ცუდ შემთხვევებში ეს შეიძლება ძალიან მცირე ვადაში — რამდენიმე თვეში — ძაბვის მიმართ მედეგობას 70–90 პროცენტით შეამციროს. სამრეწველო ავტომობილებიდან მომდინარე სულფატები, სანაპირო ზონებიდან მომდინარე მარილი და მჟავა წვიმის წყალი ზედაპირებზე გამტარ ფენებს ქმნის, რაც გამოტენის დენებს აძლიერებს და შუშის მშრალი ადგილებს შორის საშიშარო არკის წარმოქმნას იწვევს. ადრეული გაფრთხილების ნიშნები არის 500 მიკროამპერზე მეტი გამოტენის დენი, ზედაპირებზე ნახსენებული ნახშირის ტრეკები და მოწყობილობიდან მომდინარე უჩვეულო შეტრეკვის ხმები. ამ სიგნალებზე მონიტორინგის განხორციელება გამორემონტების შესაძლებლობას აძლევს ავარიის წინასწარ, რაც განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ტენიანი ან დაბინძურებული ადგილებში, სადაც ყველაფერი ჩვეულებრივი პირობების შედარებით 5–10 ჯერ უფრო სწრაფად იშლება.

Პროაქტიული იზოლატორების სანდოობის მართვა

Როდესაც კომპანიები იღებენ პროაქტიულ სანდოობის მართვის სტრატეგიებს, ისინი ხედავენ მოულოდნელი მოწყობილობების გაუმართაობის მნიშვნელოვან ვარდნას და პროდუქტის მთელი სიცოცხლის ციკლის განმავლობაში საერთო ხარჯების შემცირებას. ნაწილების შეცვლის წინ შეფერხების მოლოდინისგან გადასვლა ნიშნავს ისეთი რამის დანერგვას, როგორიცაა ინფრაწითელი სკანირება თბობის პრობლემების გამოსავლენად, ულტრაბგერითი ინსტრუმენტების გამოყენება ელექტრული პრობლემების გამოსავლენად და დაბინძურების რ PAS 55 სტანდარტების დაცვა ხელს უწყობს სისტემატური მონიტორინგის რუტინების შექმნას, სადაც ტექნიკოსები ყოველთვიურად ამოწმებენ ზედაპირებს დატვირთვის ან ხვრელის ნიშნების დასადგენად და ყოველ კვარტალში ტესტებს ატარებენ იზოლაციის მასალებზე ARC-ის კონსულტანტული ჯგუფის კვლევის თანახმად, 2022 წელს, ამ ტიპის მიდგომას შეუძლია, დაუგეგმავი შეფერხების დრო თითქმის სამ მეოთხედით შეამციროს. აქტივები უფრო დიდხანს გრძელდება, როდესაც ტექნიკის შენარჩუნების გრაფიკი შეესაბამება იმ პროცესს, რაც სინამდვილეში ხდება, ვიდრე ზოგადი გრაფიკები. იზოლატორების შესახებ სენსორების მონაცემების გამოყენება საიმედოობაზე ორიენტირებულ ტექნიკურ სისტემებში, რეალურ დროში გაჟონვის დინების ან კომპონენტების ტემპერატურის ცვლილების გაზომვას ბევრად უფრო სასარგებლოს ხდის. საწარმოების მენეჯერები იღებენ კონკრეტულ ინფორმაციას, რომელიც ზუსტად აჩვენებს, თუ როდის არის საჭირო რეაბილიტაცია რეალური პირობების მიხედვით და არა ვარაუდით.