Flashover de contaminación de aisladores

Las superficies de los aisladores que funcionan durante años en las redes eléctricas inevitablemente se contaminan hasta cierto punto. La acumulación de contaminantes es especialmente grave en las zonas costeras o donde hay emisiones industriales cercanas o carreteras principales. En condiciones de humedad, como niebla o rocío, las superficies del aislador se humedecen, lo que permite que las sales solubles en los contaminantes se disuelvan y formen una película conductora. La corriente de fuga comienza a fluir a lo largo de la superficie y hay descargas de arco así como formación de banda seca. Este proceso puede progresar rápidamente a un flashover de contaminación, lo que provoca el disparo de líneas de transmisión o subestaciones. Los únicos requisitos son la acumulación de contaminación y la humectación. Además, dado que el nivel de acumulación de contaminación y humectación tiende a ser similar dentro de un área de servicio particular, el rendimiento del aislamiento se reduce universalmente. Después de que ha habido una descarga disruptiva por contaminación en un aislador, es probable que los aisladores adyacentes se disparen después de que se produzca el recierre. Como tal, una vez que ocurren descargas disruptivas por contaminación, el recierre tenderá a fallar, lo que provocará cortes prolongados y extensos, es decir, una seria amenaza para la operación estable de cualquier sistema de energía.


Durante las décadas de 1980 y 1990, los accidentes de descargas disruptivas por contaminación fueron relativamente comunes, especialmente en países como China, y también graves. Por ejemplo, hubo flashovers de contaminación generalizados en el este de China a principios y finales de 1989, flashovers de contaminación generalizados en el norte de China a principios de 1990 y en el este y centro de China a fines de 1996. Todo esto causó grandes pérdidas económicas y sirvió como poderosas lecciones de lo que puede salir mal.


Para reducir los accidentes provocados por descargas disruptivas por contaminación, se dispone de una serie de medidas correctivas, que incluyen:


1. Ajustar la distancia de fuga para reforzar el aislamiento, principalmente aumentando el número de discos en una cadena o utilizando los llamados "aislantes antipolución", que en China suelen consistir en cobertizos aerodinámicos de doble o triple capa en cada disco;


2. Aumento de la frecuencia de lavado, principalmente de líneas vivas pero también de limpieza manual con líneas desenergizadas;


3. Recubrir superficies de porcelana y vidrio con una capa delgada de material hidrofóbico o aplicar aisladores compuestos de caucho de silicona.


Entre estos, se ha demostrado que el último da como resultado la mejora más significativa en el rendimiento de contaminación del aislador. El análisis de las estadísticas operativas en State Grid Corporation of China y China Southern Power Grid muestra que los accidentes provocados por descargas disruptivas se han reducido significativamente. De hecho, la incidencia de tropiezos causados ​​por descargas disruptivas de la contaminación ahora es mucho menor que la de los rayos, la formación de hielo, los pájaros, el viento y los incendios forestales. Esta disminución significativa en los problemas de descarga disruptiva de la contaminación se ha atribuido al uso extensivo de aisladores de silicona, así como a la creciente aplicación de recubrimientos de silicona RTV hidrofóbicos. En la actualidad, el número de aisladores compuestos en servicio en las líneas de transmisión chinas supera al de porcelana y vidrio. Además, la cantidad de aisladores compuestos que se utilizan ahora en las subestaciones también está creciendo, como la aplicación de tecnología de aislamiento compuesto en todos los equipos en la subestación Shazhou de 750 kV en el noroeste. Los expertos locales son optimistas para el aislamiento compuesto en equipos HV y UHV en toda China.


Los revestimientos de silicona RTV también se han aplicado ampliamente y los aisladores de porcelana en muchas subestaciones ya se han revestido. Con las continuas mejoras en la formulación del revestimiento y en el proceso de aplicación, los resultados ahora son principalmente satisfactorios.


Dado que la mayoría de los aisladores de cadena de tensión en China siguen siendo de porcelana o vidrio (mientras que las cadenas de suspensión son en su mayoría de silicona), la cadena de tensión suele ser la parte débil del aislamiento de la línea. Por este motivo, los recubrimientos de silicona RTV se están aplicando para mejorar su comportamiento frente a la contaminación. Al mismo tiempo, para garantizar una calidad constante, el SGCC ha comenzado a exigir que todos los aisladores de porcelana y vidrio aplicados a las líneas críticas de UHV estén prerrevestidos antes de ponerse en servicio. La estrecha cooperación entre los fabricantes de aisladores y revestimientos, así como el uso de nuevos procesos de aplicación, han dado como resultado una mejora significativa en la calidad, de modo que los aisladores prerrevestidos de fábrica son mucho mejores que los revestidos in situ.


Si bien ha habido logros claros en términos de combatir el flashover de la contaminación, este riesgo nunca puede ser ignorado. Esto se debe a que los incidentes de descargas disruptivas por contaminación se relacionan estrechamente con factores meteorológicos y los fenómenos meteorológicos severos contribuirán a su reaparición como amenaza.


Dado el desarrollo de la aplicación de aisladores de silicona y revestimientos de silicona RTV en China, los siguientes son temas clave que requerirán una investigación futura:


1. Vida útil y criterios de envejecimiento para aisladores de silicona y recubrimientos RTV;


2. Mecánica de rotura de varillas de núcleo en aisladores compuestos y cómo prevenirla;


3. Vida útil esperada de los recubrimientos RTV y optimización del proceso de recubrimiento cuando sea necesario.


 

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