ارزيابي پيرشدگي مقره‌هاي پليمري تحت شرايط آلودگي و رطوبت محيطي با استفاده از تحليل سيگنال‌هاي جريان نشتي، ولتاژ قوس الكتريكي و اسكن ميكروسكوپي الكترون سطح مقره

Analyzing of Polymeric Insulators Aging under Humidity and Pollution Condition using Leakage Current, Flashover Voltage and SEM Analysis

مقره‌هاي پليمري خطوط هوايي در مدت بهره‌برداري تحت تنش‌هاي الكتريكي، محيطي و مكانيكي بوده به‌طوري‌كه اين عوامل، مقره را دچار پيري نموده و باعث افزايش جريان نشتي و كاهش ولتاژ قوس الكتريكي مي‌شوند. تركيب آلودگي و رطوبت هوا مسيري با امپدانس پايين روي سطح مقره ايجاد نموده و درنتيجه جريان نشتي بيش‌تر و ولتاژ قوس الكتريكي كاهش مي‌يابد و اين موضوع باعث وقوع خطا در مقره شده به‌طوري‌كه اين امر در مقره‌هاي فرسوده بسيار جدي‌تر است. در اين مقاله به جهت ارزيابي تأثير پديده پيري بر جريان نشتي و ولتاژ قوس الكتريكي مقره‌هاي پليمري در شرايط آلودگي و رطوبت محيط، چهار نوع مقره پليمري 20 كيلوولت متفاوت به‌مدت 1000 ساعت درون محفظه پيرسازي مصنوعي قرار داده مي‌شود. سپس هر دو هفته يك نمونه از هر نوع مقره از محفظه خارج‌شده و سيگنال جريان نشتي و ولتاژ قوس الكتريكي آن‌ها مورد ارزيابي قرار مي‌گيرد. ضمناً تست اسكن ميكروسكوپي الكترون (SEM) به منظور پايش وضعيت سطحي مقره‌ها در مراحل مختلف پيرسازي مصنوعي انجام گرديد و نتايج نشان داده است كه سطح مقره‌هاي فرسوده‌تر داراي حفره‌هاي بيش‌تري بوده كه توأم با تضعيف خاصيت آب‌گريزي، موجب عملكرد نامناسب مقره و افزايش جريان نشتي و كاهش ولتاژ قوس الكتريكي شده است.

Polymeric insulators in overhead transmission lines are under different stresses such as: electrical, environmental and mechanical stresses. These factors cause the insulator aging and the increase of leakage current and also the decrease of flashover voltage. When layer of environmental pollutants is formed on the insulator surface and combined with atmospheric moisture, low impedance path created on the surface that prone to more leakage current and also less flashover voltage. This event makes the fault in the insulators especially in aged insulators. In this paper to investigate the effects of aging on the leakage current and flashover voltage of polymer insulators under contamination and humidity, four different types of 20 kV polymer insulators put inside the artificial aging chamber for 1,000 hours. Then every two weeks one of each type of insulators was removed from aging chamber and flashover voltages and leakage current signals were measured and the obtained results were evaluated. In addition for monitoring the insulator surface state at different stages of aging, scan electron microscopy (SEM) was conducted and the results show that aged insulators have more pores and with weaken hydrophobic properties, leading to poor performance of insulator and increase the leakage current and decrease the flashover voltage.