Tehnologija i karakteristike detekcije starenja kompozitnih izolatora

S poboljšanjem tehnologije kompozitnih izolatora, broj kompozitnih izolatora se brzo povećao, od kojih je većina izrađena od silikonske gume kao materijala plašta. Glavni razlog odabira kompozitnih izolatora u inozemstvu je njihova mala težina i niska cijena. U Kini, kompozitni izolatori koji su trenutno u uporabi su svi izolatori od silikonske gume, uglavnom usmjereni na rješavanje problema zagađivanja, koji je usko povezan sa karakteristikama nadzemnih vodova u Kini. U usporedbi s tradicionalnim porculanskim ili staklenim izolatorima, kompozitni izolatori imaju prednosti kao što su visoka čvrstoća, mala težina, jaka otpornost na mokro bljeskanje, visoki napon munje i jednostavan rad i održavanje.
Vanjska izolacija kompozitnih izolatora koristi organsku silikonsku gumu, a otpornost na starenje organskih materijala daleko je inferiorna u odnosu na anorgansku keramiku ili staklo. Tijekom rada, materijali kišobrana i plašta kompozitnih izolatora općenito pokazuju različite fenomene starenja, kao što su tragovi curenja ili električna korozija, pucanje, pucanje, slom, raspršivanje, blijeđenje, lomljivost i tvrdoća. Ozbiljno starenje vanjskih izolacijskih materijala glavni je razlog za uklanjanje ili zamjenu mnogih ranih kompozitnih izolatora.
Često korištena električna metoda za dijagnosticiranje starenja kompozitnih izolatora je mjerenje njihovog preskočnog napona u magli. Objavljeno je da se promjene u električnim svojstvima kompozitnih izolatora prije i nakon starenja mogu procijeniti mjerenjem napona preskoka kompozitnih izolatora u magli (čistoj magli ili slanoj magli).
U laboratorijskim i -istraživanjima na licu mjesta, struja curenja smatra se jednim od važnih parametara za otkrivanje statusa starenja izolatora. Valni oblik struje curenja može pružiti korisne informacije, a harmonijska komponenta valnog oblika može poslužiti kao znak treba li izolatore očistiti.
Gornje dvije metode procjene starenja izolacije proučavane su iz makro perspektive. Međutim, tijekom procesa starenja izolacijskih materijala, mikrostruktura izolacijskog materijala će se promijeniti. Stoga je potrebno analizirati mehanizam starenja izolacijskih materijala iz mikroskopske perspektive i pronaći metode procjene starenja izolacije.
Glavni čimbenici koji uzrokuju starenje kompozitnih izolatora uključuju površinsko pražnjenje (koronsko pražnjenje, lučno pražnjenje), ultraljubičasto zračenje, temperaturu i onečišćenje. Među njima, površinsko pražnjenje ima ozbiljan utjecaj na performanse kompozitnih izolatora. Kada jakost polja na površini izolatora dosegne 0,5-0,7kV/cm, doći će do koronskog pražnjenja između kapljica vode na površini izolatora. Površinsko pražnjenje je glavni uzrok starenja kompozitnih izolatora, uključujući lučno pražnjenje i koronsko pražnjenje. Mehanizam oštećenja dielektrične degradacije uzrokovane djelomičnim pražnjenjem je otprilike sljedeći:
(1) Udar nabijenih čestica generiranih djelomičnim pražnjenjem na površini silikonske gume uzrokuje prekid glavnog lanca molekula silikonske gume, a polimer depolimerizira ili se djelomično pretvara u niske molekule;
(2) Proizvođač stupnih izolatora vjeruje da djelomično pražnjenje uzrokuje lokalno povećanje temperature na površini izolatora, a visoka temperatura u području pražnjenja može uzrokovati kemijsku razgradnju materijala od silikonske gume;
(3) Oksidacija i korozija aktivnih plinova O3, NO i NO2 koji nastaju djelomičnim pražnjenjem postupno kvare materijal od silikonske gume; (4) Ultraljubičasto zračenje ili X-zrake dugih valnih duljina generirane djelomičnim pražnjenjem dovode do depolimerizacije i razgradnje silikonske gume.