ΒΡΕΙΤΕ ΜΑΣ ΣΤΟ FACΕBOOK (Ηλεκτρολογικές Ενημερώσεις) ΚΑΙ ΚΑΝΤΕ LIKE

Παρασκευή, 3 Μαρτίου 2017

Ρύπανση μονωτήρων και τρόποι αντιμετώπισης

Οι μονωτήρες, τα σκούρα αντικείμενα τα οποία είναι ορατά σε κάθε στύλο γραμμής ηλεκτρισμού, είναι τα απαραίτητα εξαρτήματα πάνω στα οποία στηρίζονται οι ρευματοφόροι αγωγοί. Σκοπός τους είναι η στήριξη των αγωγών αλλά η πιο σημαντική αποστολή τους είναι η απομόνωση της τάσης από την γη, άρα, προαπαιτούμενο είναι οι άριστες μονωτικές τους ιδιότητες. Υλικά με τις ιδιότητες αυτές που συνήθως χρησιμοποιούνται για την κατασκευή των μονωτήρων είναι η πορσελάνη και το γυαλί. Οι μονωτήρες είναι τα πιο πολυάριθμα στοιχεία των δικτύων αριθμούμενα σε εκατοντάδες χιλιάδων, απαραίτητα σε κάθε υπαίθρια εγκατάσταση της ΔΕΗ. 
Ο σημαντικότερος παράγοντας που επηρεάζει τη μονωτική ικανότητα των μονωτικών υλικών, σε περίπτωση που είναι τοποθετημένα σε εξωτερικό χώρο, είναι η ρύπανση. Με τον όρο ρύπανση, προσδιορίζεται η επικάθιση ακαθαρσιών που αιωρούνται στην ατμόσφαιρα ή θαλάσσιας άλμης (καθαλάτωση) στην επιφάνειά τους. Η ρύπανση στην επιφάνεια ενός μονωτικού υλικού μπορεί να είναι είτε θαλάσσια, η οποία οφείλεται στο γεγονός ότι το μονωτικό βρίσκεται σε παραθαλάσσια περιοχή και οι άνεμοι μεταφέρουν θαλασσινό νερό υπό τη μορφή καταιωνισμένου νερού στην επιφάνειά του, όπου επικάθεται και σχηματίζεται ένα λεπτό υγρό αλατούχο επίστρωμα, είτε βιομηχανική, η οποία προέρχεται από τα στερεά κατάλοιπα των βιομηχανιών που απορρίπτονται στην ατμόσφαιρα. Η συνύπαρξη ρύπανσης (θαλάσσιας, βιομηχανικής ή συνδυασμού τους) και δροσιάς, ομίχλης ή σιγανής βροχής, αποτελεί δυσμενέστατη συνθήκη λειτουργίας των μονωτικών υλικών και μπορεί να υποβιβάσει τη μονωτική τους ικανότητα σε μεγάλο βαθμό (40% έως 80%), με αποτέλεσμα τη δημιουργία ηλεκτρικού τόξου.
Συνεπώς, η παρατεταμένη ξηρασία, η περιβαλλοντική ρύπανση, καθώς και τα ακραία καιρικά φαινόμενα μεταβάλλουν τη συμπεριφορά των μονωτικών υλικών που εκτίθενται σε αυτές, με αποτέλεσμα να χρήζουν ιδιαίτερης μελέτης.

Οι άνεμοι της καλοκαιρινής περιόδου, τα γνωστά μελτέμια, που πνέουν με φορά από την θάλασσα προς την ξηρά μεταφέρουν σε αρκετή απόσταση, ακόμη και χιλιομέτρων από την ακτή, μικρά σταγονίδια θαλασσινού νερού τα οποία επικάθονται πάνω στους μονωτήρες των ηλεκτρικών δικτύων. Οι μικροσκοπικές αυτές σταγόνες νερού περιέχουν αλάτι το οποίο μετά την εξάτμιση του νερού παραμένει πάνω στην επιφάνεια των μονωτήρων. Η διαδικασία αυτή είναι αθροιστική καθ όλη την διάρκεια του καλοκαιριού και σε συνδυασμό με την έλλειψη βροχοπτώσεων οδηγεί στην συγκέντρωση αρκετής ποσότητας αλατιού πάνω στους μονωτήρες. 

Προς το τέλος του καλοκαιριού και ιδιαίτερα κατά τις νυκτερινές ώρες, όταν η σχετική υγρασία της ατμόσφαιρας είναι πλέον αυξημένη, σχηματίζεται ένα ενιαίο φίλμ υγρασίας (δροσούλα) πάνω στην επιφάνεια των μονωτήρων, μέσα στο οποίο διαλύονται οι επικαθίσεις αλατιού. Το διάλυμα άλατος, το κοινό αλατόνερο, δεν είναι μονωτικό υλικό αλλά αντιθέτως καλός αγωγός του ηλεκτρισμού που καταστρέφει επιφανειακά την υπάρχουσα μόνωση. Το αποτέλεσμα, όσον αφορά την οπτική του πλευρά, είναι γνωστό σε όλους μας, όταν κάποιες νύκτες παρατηρούμε μικρές φλογίτσες να λαμπιρίζουν πάνω στους μονωτήρες των δικτύων της ΔΕΗ. Είναι το ρεύμα διαρροής το οποίο ρέει στο επιφανειακό, ιοντικό διάλυμα και προκαλεί τοπικές διασπάσεις του ατμοσφαιρικού αέρα. 

Για τους τουρίστες από τις χώρες της κεντρικής Ευρώπης το φαινόμενο αυτό είναι άγνωστο και προφανώς θα μένουν άναυδοι όταν επιστρέφοντας αργά τη νύκτα από τα κέντρα διασκέδασης βλέπουν τα ηλεκτρικά δίκτυα στη χώρα μας να εκπέμπουν φλόγες. Είναι, άραγε, και αυτά πιο ατίθασα από τα δικά τους εναρμονιζόμενα σε ένα γενικότερο φυσικό και κοινωνικό περιβάλλον ή μήπως πρόκειται για οφθαλμαπάτη λόγω της υπερβολικής κατανάλωσης αλκοόλ ; 

Από τεχνικής άποψης το φαινόμενο της ρύπανσης των μονωτήρων, όπως συνήθως λέγεται, αποτελεί ένα από τα πιο δύσκολα προβλήματα όσον αφορά την θεωρητική του ανάλυση αλλά και την πρακτική του αντιμετώπιση. Όμως, δεν απασχολεί όλες τις χώρες αλλά μόνο εκείνες που διαθέτουν νησιωτικά και παράκτια δίκτυα όπως η Ελλάδα, η οποία δυστυχώς βρίσκεται στις πρώτες θέσεις της λίστας. Για την επίλυση του προβλήματος γίνεται σημαντική έρευνα διεθνώς σε Πανεπιστήμια και Εργαστήρια και μέγα πλήθος επιστημονικών εργασιών έχουν δει το φως της δημοσιότητας. Το φαινόμενο είναι πολυπαραμετρικό, στοχαστικού χαρακτήρα και η μοντελοποίησή του αρκετά δύσκολη. 

Σήμερα η ΔΕΗ με αιχμή του δόρατος τις τοπικές Υπηρεσίες εφαρμόζει και δοκιμάζει τις πιο μοντέρνες και εξελιγμένες τεχνικές στα δίκτυα υψηλής τάσης της Κρήτης για την αντιμετώπιση του προβλήματος. 

1. Πλύσιμο με ελικόπτερο. Οι μονωτήρες των γραμμών υψηλής τάσης 150 000 Volt στη Κρήτη καθαρίζονται από ελικόπτερο ενώ η γραμμή βρίσκεται υπό τάση. Για τον καθαρισμό χρησιμοποιείται νερό χαμηλής αγωγιμότητας, εκτοξευόμενο μέσω ειδικής πούμας, την οποία χειρίζεται εκπαιδευμένος χειριστής από το ελικόπτερο. Πλεονεκτήματα της μεθόδου είναι ότι δεν απαιτείται να τεθεί εκτός λειτουργίας η γραμμή και παράλληλα είναι πολύ γρήγορη σε σχέση με την παλαιά μέθοδο η οποία απαιτούσε την αναρρίχηση τεχνίτη πάνω στον πυλώνα για τον σκοπό αυτό. Η πιθανότητα να εκδηλωθεί ηλεκτρικό τόξο προς το ελικόπτερο είναι υπαρκτή, όμως, δεν επιφέρει ηλεκτροπληξία στους επιβαίνοντες δεδομένου ότι το ελικόπτερο βρίσκεται στον αέρα και άρα είναι αγείωτο. Αυτό δεν σημαίνει ότι το ενδεχόμενο αυτό δεν ενέχει κάποιο κίνδυνο δεδομένου ότι, ένα ηλεκτρικό τόξο στο δίκτυο υψηλής τάσης συνεπάγεται μεγάλη έκλυση ενέργειας που συνοδεύεται από λάμψη και κρότο ικανά να οδηγήσουν τον πιλότο σε ξαφνική απώλεια ελέγχου και πτώση του ελικοπτέρου επί της γραμμής.


2. Πλύσιμο με επίγεια μέσα. Στους Υποσταθμούς υψηλής τάσης δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί το ελικόπτερο και ο καθαρισμός γίνεται με δέσμη νερού μέσω αντλίας υψηλής πίεσης αφού προηγουμένως έχουν τεθεί εκτός λειτουργίας οι αντίστοιχες εγκαταστάσεις. 




3. Συνθετικοί μονωτήρες. Οι μονωτήρες αυτοί κατασκευάζονται από πολυμερείς οργανικές ενώσεις με βάση την σιλικόνη. Το πλεονέκτημά τους έναντι των κλασσικών από πορσελάνη και γυαλί είναι ότι παρουσιάζουν ισχυρά υδρόφοβη εξωτερική επιφάνεια. Συνέπεια αυτού είναι ότι η υγρασία δεν σχηματίζει ενιαίο φίλμ νερού πάνω στην επιφάνεια του μονωτήρα αλλά διασκορπίζεται σε σταγόνες, διακόπτοντας με τον τρόπο αυτό το ρεύμα διαρροής. Οι συνθετικοί μονωτήρες έχουν άριστη συμπεριφορά απέναντι στη ρύπανση, τουλάχιστο στην πρώτη φάση της ζωής τους, όμως, μετά από κάποια χρόνια λειτουργίας, τα οργανικά υλικά από τα οποία είναι κατασκευασμένοι υπόκεινται σε γήρανση και χάνουν βαθμηδόν τις υδρόφοβες ιδιότητες τους. Στις νέες γραμμές υψηλής τάσης που κατασκευάζονται στην Κρήτη γίνεται χρήση των μονωτήρων αυτών οι οποίοι δεν χρειάζονται πλύσιμο. 


Αποτέλεσμα εικόνας για συνθετικοι μονωτηρες


4. Ελαστομερείς σιλικονούχες επικαλύψεις. Τα υλικά αυτά στηρίζονται στην ίδια αρχή λειτουργίας με τους συνθετικούς μονωτήρες και χρησιμοποιούνται για την επικάλυψη (βάψιμο) των μονωτήρων πορσελάνης και γυαλιού. Στις εγκαταστάσεις υψηλής τάσης της Κρήτης έχει γίνει εκτεταμένη χρήση των υλικών αυτών και τα αποτελέσματα είναι εντυπωσιακά. Μόνο ο Υποσταθμός 150 000 Volt στα Λινοπεράματα περιλαμβάνει πάνω από 1200 μονωτήρες, στους οποίους έχει γίνει εφαρμογή της μεθόδου και δεν απαιτούνται πλέον οι εργασίες καθαρισμού. Το Σύστημα υψηλής τάσης της Κρήτης κατέχει το παγκόσμιο ρεκόρ της πιο ευρείας χρησιμοποίησης των σιλικονούχων επικαλύψεων και ελκύει τα βλέμματα των ειδικών από όλο τον κόσμο για την συμπεριφορά των νέων αυτών υλικών στη πράξη. Υπάρχουν αρκετές δημοσιεύσεις και εργασίες σε συνέδρια μέσω των οποίων προβάλλεται το έργο της ΔΕΗ και το νησί μας διεθνώς. Το θετικό αυτό αποτέλεσμα κρύβει πίσω του τεράστια προσπάθεια και συστηματική δουλειά ετών του τεχνικού μας προσωπικού.


Σιλικονούχο επίχρισμα που προσδίδει υδροαπωθητικές ιδιότητες στην επιφάνεια μονωτήρων πορσελάνης Υψηλής Τάσης. Εμποδίζει την απόθεση ρυπαντών όπως άλατα, σκόνη άνθρακα, σκόνη τσιμέντου, ιπτάμενη τέφρα στην επιφάνεια των μονωτήρων αποτρέποντας τις υπερπηδήσεις

Ένας από τους πλέον ειδικευμένους επιστήμονες στο θέμα ο κ. GUBANSKI, Καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Ουψάλας, στη Σουηδία, έκανε πριν λίγα χρόνια διακοπές στη Κρήτη και βλέποντας τις γραμμές 150 000 Volt δίπλα στη θάλασσα φρόντισε να έλθει σε επαφή μαζί μας για να πληροφορηθεί τον τρόπο που αντιμετωπίζουμε το ζήτημα. H επαφή αυτή απέβη πολύ χρήσιμη γιατί εκτός από τις σχέσεις φιλίας που δημιούργησε, έθεσε τις βάσεις για επιστημονική συνεργασία και αλληλοενημέρωση. 

Πέραν τούτων, έχει συναφθεί σύμβαση μεταξύ ΔΕΗ και Εργαστηρίου Υψηλών Τάσεων του Πανεπιστημίου Πατρών, στα πλαίσια της οποίας γίνεται διερεύνηση των διαφόρων πτυχών του προβλήματος (χρόνος ζωής των νέων υλικών, επέκταση των μεθόδων και σε άλλα δίκτυα της ΔΕΗ κλπ). Τέλος, έχει προχωρήσει η κατασκευή ανοικτού Σταθμού δοκιμών των μονωτήρων, ένα πρωτοποριακό έργο, όπου οι διάφοροι τύποι μονωτήρων και υλικών θα δοκιμάζονται και θα αξιολογούνται σε πραγματικές συνθήκες καταπόνησης. 

Η θάλασσα με το απέραντο γαλάζιο της προσελκύοντας κάθε χρόνο εκατομμύρια επισκέπτες στο τόπο μας, που κατακλύζουν τις ακτές της και παράλληλα αυξάνουν την κατανάλωση σε ηλεκτρική ενέργεια, είναι η ίδια που, ίσως, με μια αίσθηση ισορροπίας μάχεται τα δίκτυα ηλεκτρισμού που προσπαθούν να εξυπηρετήσουν όλο αυτό τον κόσμο.

* Κείμενο του Εμμανουήλ Θαλασσινάκη, είναι προϊστάμενος στη ΔΕΗ στον Τομέα Δικτύων Μεταφοράς Κρήτης-Ρόδου