Appareillage de commutation haute-tensionest un équipement essentiel du système électrique et ses performances d'isolation affectent directement le fonctionnement sûr et stable du réseau électrique. Les types courants de défauts d’isolement, leurs causes et leurs conséquences sont les suivants :
Court-circuit
Les petits animaux tels que les serpents et les rats peuvent pénétrer dans l'appareillage par les trous de la tranchée de câbles, provoquant un pontage entre les barres omnibus ou les barres omnibus à l'intérieur de l'appareillage et entraînant des courts-circuits phase-à-phase ou-phase-à-à la terre. Cela peut provoquer le déclenchement de l'appareillage de commutation et une perte de puissance, affectant ainsi le fonctionnement sûr du réseau électrique.
Contamination par l'humidité et la surface des composants isolants
L'appareillage contient de nombreux composants isolants en résine époxy (tels que des traversées, des transformateurs, des poteaux isolants, etc.). L’équipement lui-même n’étant pas complètement étanche, sa résistance à l’humidité et à la contamination est médiocre. De plus, la résine époxy a tendance à absorber l’eau. Par temps pluvieux avec une humidité élevée, l'humidité à la surface des composants isolants peut pénétrer rapidement à l'intérieur des composants sous l'influence d'un champ électrique, entraînant une diminution significative de la résistance d'isolation et une augmentation du courant de fuite de surface, provoquant potentiellement une décharge corona ou en arc, comme le montre la figure 1, où une décharge phase-à-phase se produit entre les composants isolants.
Distances de sécurité électriques insuffisantes
L'analyse statistique des cas de maintenance de l'isolation des appareillages de commutation a révélé un problème courant : un espacement des phases insuffisant. En prenant comme exemple l'appareillage de commutation 35 kV de la série KYN61, les mesures ont montré que la distance entre les contacts mobiles triphasés était de 250 mm et la distance maximale entre les fils triphasés de 295 mm. Le dégagement dans l'air entre les phases et entre les phases et le sol était insuffisant, ne répondant pas à l'exigence d'au moins 300 mm pour le dégagement de distribution d'énergie à l'intérieur, comme stipulé dans les "Dix-huit mesures de prévention des accidents majeurs de la State Grid Corporation of China".
Les équipements à haute tension-se déchargent à travers des déflecteurs isolants.
Pour réduire la taille des appareillages de commutation et les coûts de production, les fabricants ajoutent généralement un déflecteur isolant en résine époxy ou SMC entre les phases pour modifier la répartition du champ électrique et améliorer l'isolation interphase. Toutefois, cela n'améliore pas fondamentalement la structure d'isolation de l'appareillage. Des niveaux d’humidité élevés à l’intérieur de l’appareillage entraînent une accumulation de poussière et d’humidité. Combiné aux propriétés d'absorption de l'humidité de la résine époxy ou du déflecteur isolant SMC, sous une tension à fréquence industrielle à long terme -, cela augmente le risque de décharge, accélérant la détérioration des matériaux isolants environnants. Cette détérioration de l'isolation déforme encore davantage la répartition du champ électrique environnant, créant un cercle vicieux qui forme progressivement des canaux conducteurs, conduisant finalement à un accident.
Décharge des contacts du disjoncteur
Le déplacement du disjoncteur et la décharge des contacts fixes sont principalement causés par un mauvais contact entre les contacts mobiles et fixes. L'usure des contacts, le déplacement, la corrosion, la rouille ou une insertion insuffisante du contact mobile peuvent gravement affecter la conductivité des contacts. Une résistance de contact excessive peut provoquer un échauffement des contacts et même provoquer une brûlure et une explosion de l'armoire électrique. La figure 2 montre le phénomène de décharge à la surface de la boîte de contact de la charrette à bras.
Décharge de la barre omnibus à la bague
Les anciens appareillages de commutation utilisent des traversées sans conception de blindage, ce qui entraîne des espaces entre le jeu de barres et la traversée. La traversée et le jeu de barres ne sont pas au même potentiel. Après un certain temps de fonctionnement de l'appareillage, la traversée (résine époxy) absorbe l'humidité, réduisant ainsi ses performances d'isolation. Cela conduit à une décharge partielle au niveau de petits espaces (comme le montre la figure 3), affectant sérieusement le fonctionnement sûr du réseau électrique.
Mauvaises techniques d’installation et de construction
La disposition irrationnelle des composants à l'intérieur de l'appareillage et le non--respect des spécifications d'installation sont également des facteurs importants provoquant des accidents dans l'appareillage, qui se manifestent principalement dans les aspects suivants :
(1) Bien que les jeux de barres et les composants à l'intérieur de l'armoire aient été chanfreinés, il reste des arêtes vives et des bavures, qui peuvent facilement former un champ électrique très inégal, provoquant ainsi une décharge ponctuelle ;
(2) Les boulons au niveau de la connexion du jeu de barres sont trop longs ;
(3) Les tiges isolantes fixant les déflecteurs isolants ne sont pas installées conformément aux spécifications et sont trop proches des jeux de barres, provoquant une décharge.
Mesures de prévention et de détection
Renforcer la conception de l'isolation
Sélectionnez tous les matériaux d'isolation-état (tels que les revêtements anti-anti-embruns).
Optimisez la distribution du champ électrique et utilisez la technologie de blindage.
Contrôle environnemental
Installez des radiateurs, des ventilateurs ou des déshumidificateurs.
Scellez l’enclos pour empêcher les petits animaux d’entrer.
Inspection et entretien réguliers
Détection de décharge partielle : surveillance en ligne par ultrasons et UHF.
Test de résistance d'isolation : mesurez régulièrement la résistance du circuit principal et des composants d'isolation.
Thermométrie infrarouge : Détecte les défauts d'isolation en cas de surchauffe.
Nettoyage et serrage : Enlevez la saleté et vérifiez les boulons desserrés.
Protection contre les surtensions
Installez des parafoudres et des dispositifs d'absorption des surtensions.
Résumé
Les défauts d'isolation dans les appareillages à haute tension-sont souvent causés par la combinaison de plusieurs facteurs liés à l'électricité, à la chaleur et à l'environnement. Mieux vaut prévenir que guérir. Il est recommandé de se concentrer sur les trois principaux points de risque que sont les décharges partielles, l'humidité et la pollution grâce à une surveillance en ligne combinée à une maintenance régulière, et de contrôler strictement la sélection des équipements, les processus d'installation et la gestion environnementale. Pour les équipements plus anciens, des améliorations ou des remplacements d’isolation peuvent être effectués progressivement pour améliorer la fiabilité globale.
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