Painel de-alta tensãoé atualmente amplamente utilizado e existe em grandes quantidades. Devido a vários problemas de projeto, fabricação, instalação, operação e manutenção, a taxa de acidentes é relativamente alta. Entre os muitos tipos de acidentes com equipamentos de manobra, os acidentes de isolamento ocorrem principalmente em níveis de tensão de 10kV e superiores, e as consequências são mais graves. Especialmente para painéis do tipo carrinho de mão, a taxa de acidentes de isolamento é ainda maior, e o fenômeno de uma falha afetando painéis adjacentes é ainda mais pronunciado.
Existem vários motivos especificamente:
1. Distância de fuga e folga de ar insuficientes
Distância de fuga e folga de ar insuficientes são a causa raiz de acidentes com danos ao isolamento em painéis. Isso é especialmente verdadeiro para painéis-montados em caminhões, onde, para reduzir o tamanho do gabinete, a distância entre os disjuntores e os plugues de isolamento até o aterramento é drasticamente reduzida, sem tomar medidas eficazes para garantir a resistência do isolamento.
2. Má qualidade de fabricação e mão de obra
A qualidade de fabricação e montagem impacta significativamente o nível geral de tensão suportável do conjunto de manobra. Embora alguns componentes do conjunto de manobra possam passar no teste de tensão suportável, o conjunto de manobra como um todo pode falhar devido à má qualidade da montagem. Por exemplo, parafusos de fixação com formato irregular, com extensão excessiva do parafuso além da porca após o aperto; algumas colunas de porcelanato de suporte possuem placas de base em formato de T-, exigindo tratamento especial nas colunas de suporte, o que não apenas encurta a distância de isolamento, mas também cria variações localizadas no campo elétrico. Medidas inadequadas de "cinco-provas" dentro do quadro, intertravamentos mecânicos com defeito e posições de fechamento e abertura pouco claras freqüentemente levam ao fechamento ou abertura acidental. Além disso, colunas de porcelana de suporte de baixa{6}}qualidade apresentam baixa estabilidade dinâmica, potencialmente quebrando sob impactos de correntes de curto-circuito e agravando acidentes.
3. Capacidade de transporte de corrente insuficiente ou mau contato
Quando a capacidade é insuficiente ou o contato é ruim, a temperatura local aumenta. Em casos graves, a parte-que transporta a corrente nesse ponto é queimada, causando arco voltaico no terra ou entre fases, resultando em descarga elétrica no isolamento.
4. Impacto das Condições Ambientais
As condições ambientais durante a operação do painel são a principal causa da descarga de isolamento no painel. O aumento da poluição do ar contamina gradualmente os isoladores, buchas e barramentos dos equipamentos de energia. A análise dos acidentes com flashover ao longo dos anos revela as duas causas principais a seguir:
Primeiro (existente objetivamente): Tanto a sujeira quanto a umidade existem simultaneamente na superfície dos isoladores. A poeira adere à superfície dos isoladores e, mesmo no estado seco, a resistência do isolamento permanece alta, de modo que a descarga não ocorre em climas secos. A água limpa também possui alta resistência; se o isolador não estiver sujo, embora possa estar úmido, sua resistência de isolamento permanecerá alta e não ocorrerá flashover. Geralmente, o tempo seco prolongado leva ao aumento do acúmulo de sujeira nos isoladores e barramentos. Se isso for seguido por neblina repentina que dura muito tempo (normalmente 2-3 horas), a sujeira é completamente umedecida pelas águas residuais, aumentando a probabilidade de flashover.
Segundo (causado-pelo homem): a distância de vazamento das cadeias de isoladores é muito pequena e não pode se adaptar a ambientes sujos e úmidos. O flashover só ocorre quando a resistência de isolamento diminui e a corrente de fuga aumenta até um certo nível. Sob as mesmas condições de contaminação, umidade e tensão, uma distância de fuga maior no isolador leva a um aumento mais rápido na corrente de fuga. Uma distância de vazamento maior também resulta em um diâmetro de arco maior, tornando menos provável a ocorrência de flashover. Por outro lado, uma distância de fuga mais curta no isolador facilita a descarga para a ponte entre os eletrodos, aumentando assim o risco de descarga elétrica.
5. Sobretensão de raio causando flashover no painel de distribuição
Nos sistemas de energia, são frequentes os acidentes causados por descargas atmosféricas que levam a sobretensões e descargas elétricas nos quadros de distribuição. As sobretensões atmosféricas geralmente podem ser divididas em dois tipos com base em suas causas:
① Sobretensão direta de raio: Sobretensão gerada quando um raio atinge diretamente equipamentos de energia, como linhas de transmissão. Por exemplo, uma nuvem de tempestade com tensão de terra de várias centenas de megavolts descarrega sua carga diretamente nos condutores de uma linha de transmissão. Esta tensão anormalmente alta se propaga ao longo do condutor na forma de uma onda progressiva a partir do ponto de impacto, resultando em sobretensão onde quer que chegue. Além disso, quando um raio atinge uma torre ou cai sobre um pára-raios, uma grande quantidade de carga flui para o solo através do pára-raios, da torre e da resistência de aterramento. A enorme corrente gera uma grande queda de tensão ao longo do caminho, fazendo com que o potencial do pára-raios e da torre aumente, criando uma grande diferença de potencial com a linha de transmissão. Quando esta diferença de potencial é suficiente para causar a ruptura do isolamento, é gerada uma sobretensão na linha de transmissão, que então se propaga na forma de uma onda viajante.
② Sobretensão induzida A sobretensão induzida refere-se à sobretensão induzida nas linhas de transmissão de energia quando um raio atinge objetos próximos a equipamentos elétricos ou quando nuvens de trovoada são descarregadas sobre as linhas de transmissão. Devido à queda de raios perto dos condutores, uma grande quantidade de corrente atmosférica flui para o solo ao longo do canal, gerando um campo eletromagnético que muda rapidamente. Este campo eletromagnético também pode induzir sobretensões nos condutores.
Características da sobretensão relâmpago:
◆Curta duração, geralmente dezenas de microssegundos.
◆Unipolaridade; os relâmpagos diretos têm principalmente polaridade negativa, enquanto as tensões induzidas têm principalmente polaridade positiva.
◆ Alto valor de pico de sobretensão atmosférica, atingindo milhares de quilovolts. Isso pode potencialmente causar descargas do condutor para o terra ou do isolamento entre fases adjacentes, e a onda viajante que entra na subestação pode causar a quebra do isolamento da chave, resultando em um fenômeno de descarga.
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