Impact sur le processus de Flashover
Sur le terrain, les isolants en céramique étant hydrophiles, la pollution de surface peut être considérée comme complètement mouillée, formant un film conducteur d'eau continu. Dans le cas des isolants SR, cependant, leur surface hydrophobe empêche la formation d'un tel film et offre ainsi une résistance électrique supérieure. Mais comprendre cela ne concerne que l'hydrophobicité de la surface et non l'ensemble de la couche de pollution. La recherche a montré que, sous les effets des UV et de la température, les espèces LMW présentes dans la masse de silicone migreront vers la surface à l'aide de silice et d'autres ingrédients non solubles. Après cela, une couche hydrophobe se formera essentiellement autour du sel, de sorte qu'il deviendra difficile pour l'humidité de pénétrer à l'intérieur de la couche de pollution. Par conséquent, la quantité totale et le taux de dissolution du sel diminueront et la conductivité de l’eau à la surface diminuera. Même si la surface est entièrement mouillée par la pluie ou le brouillard, la couverture hydrophobe ralentira la vitesse de dissolution.
Un autre problème clé à cet égard concerne les différents impacts sur les isolants SR du mouillage dû aux intempéries. Lorsque l'intensité des précipitations est faible, la surface de ces isolants ne devient humide que progressivement, ce qui signifie que les sels de surface ne peuvent pas être complètement dissous. Lorsque le taux de précipitation est élevé, la pollution s'écoulera rapidement de l'isolant et le sel présent dans la couche de pollution hydrophobe n'aura pas le temps de se dissoudre complètement dans l'eau. Par conséquent, lorsque l'isolant SR subit un contournement éclair, seule une partie du sel présent dans la pollution est réellement dissoute dans l'eau, c'est-à-dire que tout le sel n'est pas « efficace » dans le processus de contournement éclair.
Impact sur les résultats des mesures de pollution
La présente méthode de mesure ESDD sur les isolants SR suit le même processus que celui utilisé pour les isolants en céramique. Selon cette méthodologie, la pollution est lavée et dissoute dans 300 ml d'eau afin d'obtenir toute la pollution sans perte ni résidu de sel.
Cependant, en raison du transfert d'hydrophobie dans la couche de pollution, le processus de dissolution des sels au cours de la méthode de mesure de la pollution ci-dessus est différent de celui qui a réellement lieu pendant le processus de contournement éclair. D'une part, la méthode tente de dissoudre tout le sel de la pollution tandis que, pour les isolants SR, seule une partie peut être dissoute dans des conditions humides et être efficace lors d'un flashover. Deuxièmement, la méthode élimine toute la pollution en détruisant complètement le caractère hydrophobe, puis en dissolvant la pollution dans l'eau. Mais, comme nous l'avons vu, dans le cas des isolants SR, le sel n'est dissous que progressivement de la surface sur une période de temps. Par conséquent, l’ESDD obtenu selon la méthodologie actuelle ne caractérise pas avec précision le niveau de pollution efficace pour le contournement de tels isolateurs. Idéalement, des recherches devraient être menées pour trouver de nouvelles méthodes d'essai permettant d'obtenir la densité efficace des dépôts de sel pour le contournement des isolateurs SR. En bref, le transfert d'hydrophobie dans la couche de pollution des isolants SR a un impact significatif sur la dissolution du sel, de sorte que seule une partie du sel dans la couche de pollution joue un rôle dans le processus de flashover. L'ESDD obtenu selon la méthode de mesure actuelle ne reflète tout simplement pas ce fait.
Densité de dépôt de sel équivalente efficace pour les isolants SR
Basé sur l'expérience opérationnelle ainsi que sur des tests en laboratoire, un concept différent a été proposé pour caractériser la quantité réelle et efficace de sel impliquée dans le processus de contournement de la pollution des isolateurs SR.
Définition de EESDD
La densité équivalente effective de dépôt de sel (EESDD) pourrait être définie comme le poids équivalent de NaCl de sel dissous (c'est-à-dire le poids effectif) dans la couche de pollution humide par unité de surface de l'isolant SR. On pourrait également l'appeler ESDD efficace, ECDD (densité équivalente de dépôt de contamination) ou EDSDD (densité équivalente de dépôt de sels dissous).
Selon la définition de l'ESDD dans la norme CEI 60815, la densité équivalente effective des dépôts de sel serait calculée comme suit :
EESDD=S/A0
où S est le poids équivalent de NaCl du sel dissous mesuré (en mg) et A0 est la surface entière.
Résultats des tests de pollution artificielle et analyse de l'EESDD. Selon cette définition de l'EESDD, une série de tests de pollution artificielle a été réalisée avec différents temps de transfert d'hydrophobicité et gravités de pollution. La figure . 1 montre les courbes EESDD/SDD résultantes en fonction du temps de transfert d'hydrophobie, c'est-à-dire la période allant du moment où un échantillon est pollué jusqu'au moment où il est mesuré.
Sur la figure . 1, on peut voir que le rapport EESDD/SDD diminue de manière significative après un ou deux jours de transfert d'hydrophobie et atteint une valeur d'état stable après environ 4 jours. De plus, une fois l'hydrophobie suffisamment transférée dans la couche de pollution, les valeurs EESDD mesurées ne représentent que 20 à 30 % des valeurs SDD d'origine. Cela signifie que seule une partie des sels de la couche de pollution s'est dissoute tandis que le reste est protégé dans la pollution hydrophobe. couche. La partie dissoute du sel est donc le sel efficace dans la pollution et, à cet égard, plus l'hydrophobie est élevée, moins le sel se dissoudra.
Méthode de mesure pour l'EESDD
Selon sa définition, une nouvelle méthode de mesure est proposée pour obtenir l'EESDD. Cette méthode reflète le processus de dissolution réel et est facile à mettre en œuvre sur le terrain ou en laboratoire.
Procédure de mesure
La procédure pour obtenir à la fois la classe de mouillabilité (valeur WC) et l'EESDD implique une série d'étapes spécifiques :
1. Préparez l'équipement de test et les échantillons, c'est-à-dire obtenez A0,
2. Pulvérisez l'échantillon pour obtenir la valeur WC, puis collectez toutes les gouttelettes de l'échantillon testé dans un bécher,
3. Pulvérisez l'échantillon 25 fois supplémentaires et collectez toutes les gouttelettes de l'échantillon testé dans le même bécher.
4. Diluer l'eau dans le bécher à 100 ml et mesurer la conductivité. Calculez ensuite le poids du sel, S (en mg).
5. Calculer EESDD=S/A0
6. (Si nécessaire pour mesurer le NSDD), suivez la méthode standard CEI pour obtenir le NSDD1 des 100 ml et le NSDDR de l'échantillon de résidus de pollution, c'est-à-dire NSDD=NSDD1 +NSDDR.
7. (Si nécessaire pour obtenir l'ESDD), obtenez l'ESDDR de l'échantillon de résidus de pollution (en suivant la méthode standard CEI). Ensuite, ESDD=EESDD + ESDDR.
2. Résultats des mesures des isolants SR avec pollution naturelle
3. Une enquête sur la pollution des sites a été menée en Chine de 1999 à 2000, impliquant un total de 50 isolateurs SR sélectionnés et testés. Ces isolateurs provenaient de différents fabricants et fonctionnaient dans différents types d'environnements de service, notamment urbains, marins, centrales électriques, cimenteries, usines chimiques, briqueteries, fermes, etc. L'EESDD des isolateurs SR a été testé en utilisant la méthode décrite ci-dessus et l'EESDD et l'ESDD des différentes surfaces du hangar ont été obtenus. La figure . 2 est le résultat de mesure d'un isolateur SR particulier qui a fonctionné dans un environnement agricole rural pendant 1 an et demi sous 110 kV. CA. Il y avait 14 hangars sur l'isolateur ayant un diamètre de 120/80 mm (les numéros de hangar de 1 à 14 étaient comptés à partir de l'extrémité sous tension). Les résultats des tests de classe de mouillabilité (WC) ont montré que l'hydrophobicité s'améliorait généralement de l'extrémité haute tension jusqu'à l'extrémité terre, avec des valeurs allant de WC5 à WC2 pour les surfaces supérieures des hangars et de WC7 à WC5 pour les surfaces inférieures.
4. Les résultats des mesures EESDD ont montré que :
5. 1. Plus de 20 % des sels n'ont pas été dissous dans des conditions humides.
2. EESDD et ESDD ont une cohérence considérable. Si l'ESDD est plus élevé, l'EESDD de la même surface est également plus élevé que sur les autres surfaces.
3. Pour les surfaces supérieures du hangar, la valeur WC est inférieure à celle des surfaces inférieures et le rapport EESDD/ESDD est également inférieur. Pour les surfaces inférieures du hangar, le WC est plus élevé et l'EESDD/ESDD est également plus élevé.
En comparant les figures . 1 et 2, les résultats des tests démontrent une cohérence considérable. L'EESDD existe réellement et est mesurable, c'est-à-dire que le concept et la méthode de test sont valides et éprouvés.
Conclusions
1. Cet article analyse l'impact du transfert d'hydrophobicité sur le processus de dissolution du sel, ce qui rend le processus de flashover des isolateurs céramiques et des isolateurs SR très différent. La cartographie actuelle du site basée sur les données de pollution céramique n'est donc clairement pas optimisée pour l'utilisation des configurations d'isolants SR.
2. La dissolution du sel de la couche de pollution est ralentie par la propriété de transfert d'hydrophobie de l'isolant, de sorte que seule une partie du sel dans la couche de pollution se dissout réellement. Il en résulte que les isolants SR ont une conductivité de pollution humide inférieure à celle des isolants en céramique.
3. Un nouveau concept, appelé EESDD, a été proposé pour caractériser l'ESDD efficace des isolateurs SR. Il s'agit d'une valeur réelle et mesurable vérifiée par les résultats des tests.
4. Une méthodologie de mesure de l'EESDD est proposée et a été appliquée à un test d'isolateurs SR en service. Cette méthode nécessite d'effectuer d'abord le test WC puis de pulvériser plusieurs fois la surface ensuite. Toutes les gouttelettes présentes à la surface de l'échantillon lors de ces étapes sont collectées dans un bécher avant d'être diluées dans 100 ml d'eau. Le sel équivalent, S, pourrait alors être calculé en fonction de la conductivité de la solution de 100 ml. L'EESDD correspondant est obtenu par simple division, S/A0.
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