Применение полимерных изоляторов на ВЛ постоянного тока

В последнее время существенно расширилось применение полимерных изоляторов на электропередачах постоянного тока напряжением до + 500 кВ / 4 /. Появились также многочисленные исследования, посвященные лабораторным испытаниям полимерных изоляторов и, в основном, проблеме старения изоляторов при постоянном напряжении. Не останавливаясь на всех аспектах проблемы отметим, что наиболее подробные данные лабораторных испытаний полимерных изоляторов на постоянном напряжении приведены в докладе СИГРЭ — 94 / 15 /, подготовленном совместно итальянскими и индийскими исследователями в связи с намечаемым в Индии строительством электропередач постоянного тока. Испытывалось 9 типов изоляторов, предназначенных для работы на ВЛ 150 кВ переменного тока (наибольшее рабочее напряжение 170 кВ). Оболочки изоляторов были выполнены из ЕРDM, EPR и КО — резины (RTV, HTV). Изоляционная высота всех испытуемых изоляторов была примерно одинаковой (1,15 — 1,27 м), а длина пути утечки находилась в пределах от 3,1 до 4,05 м. Изоляторы имели как постоянный, так и переменный вылет ребер. Испытания проводились по той же методике и в той же испытательной камере, что и выше описанные испытания на переменном напряжении / 43 /. Отметим, что для Индии, как и для Италии, характерны интенсивные морские (солевые) загрязнения высоковольтной изоляции. Если при испытании переменным напряжением изоляторы испытывались при 100 кВ, то при постоянном напряжении на них длительно подавалось 70 кВ (отрицательная полярность). В течение всех длительных испытаний на старение допускалось не более 3 — х перекрытий изоляторов данного типа, после чего испытания этих изоляторов прекращались. В докладе / 15 / сообщается о наработанной длительности испытаний на старение на постоянном напряжении 3000 часов. Токи утечки (в режиме соленого тумана) были в целом на постоянном напряжении заметно меньше, чем на переменном. Однако, в отличие от опытов в / 43 / на постоянном напряжении почти все испытуемые типы изоляторов неоднократно перекрывались при соленом тумане, причем при заметно меньших временах старения, чем при переменном напряжении. Особенно плохо вели себя в этом отношении кремнийорганические изоляторы. Описываемая методика испытаний сочетает старение изоляторов с оценкой их длительной электрической прочности и позволила авторам исследования сделать вывод, что постоянное напряжение 70 кВ (отрицательная полярность) является более опасным с точки зрения перекрытия полимерных изоляторов, чем 100 кВ переменного тока при тех же окружающих условиях (возможно вследствие большего накопления загрязнения на поверхности изоляторов при длительном приложении постоянного напряжения). Также большей загрязняемостью могут быть объяснены низкие напряжения перекрытия на постоянном напряжении горизонтально расположенных изоляторов. Изменение поверхности изоляторов после испытаний на постоянном напряжении в основном были практически такими же, как и описанные в / 43 / при переменном напряжении (см. выше). Особо большие повреждения получили изоляторы с оболочкой из кремнийорганической резины при их горизонтальной установке. В среднем снижение разрядных напряжений, полученных по ускоренной методике, при увлажнении соленым туманом составило для состаренных изоляторов около 10% для переменного и около 20% для постоянного тока. Соотношение между разрядными напряжениями на постоянном и переменном напряжении при солености 80 кг / м ³ составляет в среднем 0,85 для новых изоляторов и 0,75 для состаренных изоляторов. Не обнаружено видимой корелляции между увеличением поверхностной проводимости и повреждениями поверхности изоляторов. Это означает, что эрозия поверхности защитной оболочки и изменение разрядного напряжения вдоль этой поверхности на постоянном напряжении два независимых процесса, хотя оба они обусловлены большими длительностями приложения различных эксплуатационных воздействий.

В целом результаты проведенных исследований позволяют сделать вывод, что проблема поверхностного разрушения не ограничивает применение изоляторов, эффективно использовавшихся на переменном токе, в электропередачах постоянного тока. Основная существующая для постоянного напряжения проблема — обеспечить надежную работу полимерных изоляторов в загрязненных районах. Дополнительная специфическая проблема — коррозия металлических оконцевателей изоляторов на постоянном напряжении.