المراجعة الفنية لأنواع العوازل المستخدمة في المناطق الملوثة

التقييم الفني للعوازل المختلفة المستخدمة في المناطق الملوثة

يعد وجود خطوط نقل موثوقة ومتكاملة ومترابطة في كل دولة من المتطلبات الأساسية لتطوير صناعة الكهرباء. وفي الواقع، فإن وجود محطات طاقة بدون خطوط نقل مناسبة لا معنى له. وفي هذا الصدد، تلتزم وزارة الطاقة بالاستجابة للطلبات وتلبية الاحتياجات المتزايدة لمستهلكي الكهرباء، مما أدى إلى التطوير المستمر لشبكات موثوقة مع الحد الأدنى من انقطاع الخدمة في صناعة الطاقة.

تعتبر العوازل ذات الجهد العالي مكونات أساسية لخطوط النقل والتوزيع، حيث تعمل كوسيط بين الأبراج والموصلات النشطة. هذه العوازل، مع تحملها للوزن والقوى الميكانيكية المفروضة على الموصلات، تمنع التيار من التدفق نحو الأرض من خلال العزل اللازم.

The reliability of power networks is greatly influenced by high-voltage insulators. Errors occurring in these insulators can lead to disruptions in high-voltage power and lower voltage networks, resulting in energy loss and negatively impacting the overall balance of the high-voltage network.

4-1- الخواص الميكانيكية :

يجب أن تكون العوازل قادرة على تحمل جميع القوى الواردة، بما في ذلك:

قوى الشد
القوى الضاغطة
قوى الانحناء
القوى الالتوائية
تعتمد شدة كل قوة مطبقة على العازل على تطبيقه المحدد. على سبيل المثال، في عوازل التوتر، يتم تطبيق قوى شد أقوى وتأثيرات ميكانيكية أكبر على العازل، بينما في العوازل الداعمة، يكون لقوى الضغط والالتواء تأثير ميكانيكي أكثر أهمية. في فواصل الطور، القوة الرئيسية هي قوة الانحناء.

ملحوظة: التأثير الفردي لكل قوة لا يتداخل بالضرورة مع تأثيرات القوى الأخرى. أثناء التصميم، يجب فحص تأثير كل من القوى الأربع المطبقة بدقة.

4-2- الخواص الكهربائية :

تقوم العوازل بعزل الموصلات الرئيسية عن الأرض في اتجاهين أساسيين:

العزل الخارجي: يتأثر بفجوة الهواء التي يحدثها العازل والمعروفة بمسافة القوس. يتم تحديد قوة العزل الخارجي من خلال اختبارات مثل جهد تحمل نبضات البرق عند الفولتية التي تزيد عن 400 كيلو فولت وتبديل جهد تحمل النبض.
العزل الداخلي: يحدد هذا العزل الداخلي قوة العازل مقابل جهد الشبكة وقوة العزل المطلوبة بسبب العزل الموجود. يتم قياس تردد قوة العزل باستخدام الاختبارات.
يعتمد اختيار المواد العازلة للعوازل على الظروف الجوية للمنطقة ومستوى جهد الشبكة ويجب أن تتمتع بالقدرة اللازمة على التحمل ضد:

جهد تردد الشبكة، وهو ما يقرب من ضعف جهد الطور.
جهد شرارة مع واجهة موجة تبلغ 50 ميكروثانية، تحددها فجوة الهواء والظروف البيئية.
الجهد الناتج عن تبديل الشبكة، والذي يؤثر على العزل من خلال دفعة.
ملحوظة: العوامل البيئية وخاصة التلوث لها تأثير كبير على الخصائص الكهربائية للعوازل، وهو ما سيتم مناقشته بشكل أكبر.

أدت تأثيرات الظروف البيئية والملوثات الموجودة، بما في ذلك التلوث البحري والصناعي ورواسبها على الأسطح العازلة الخزفية والزجاجية، إلى تطورات كبيرة في مجال عوازل الجهد العالي. في الواقع، تتناقص مقاومة العزل للعوازل من الجيل الأقدم بعد استقرار التلوث في الظروف الرطبة، مما يؤدي إلى تكوين مسارات لتوصيل التيار من الجهد العالي إلى الأرض ويتسبب في النهاية في التفريغ الكهربائي وفشل العازل.