İzolyatorların Elektrik Sistemlərində Əsas Tətbiqləri Nədir?

Elektrik sistemlərində izolyatorların əsas rolu və xassələri

Elektrik sistemlərində elektrik izolyatorlarının funksiyası və təyinatı

Elektrik izolyatorları canlı hissələrlə yerləşdirilmiş konstruksiyalar arasında maneə yaradaraq kritik rol oynayır və avadanlıqların işə yararsız vəziyyətə düşməsinə və ya təhlükəli halların yaranmasına səbəb ola biləcək elektrik cərəyanının qəza ilə keçməsini dayandırır. Bu materiallar hətta gərginlik 500 kilovoltun yuxarısına çıxanda belə elektrik enerjisinin hamar axınını saxlamağa kömək edir və 2021-ci il IEEE standartlarına əsasən hər kilometrə təxminən 10 mikroamperdən aşağı olan qeyri-lazımi sızma cərəyanlarını saxlaya bilir. Bu günün enerji şəbəkələri həm də çətin şərtləri dəşıya biləcək qədər güclü izolyasiya materiallarına ehtiyac duyur. Xüsusilə də sahillərə yaxın ərazilərdə buzun yığılması və tozun toplanması real problem hesab olunur və bu amillər 2022-ci ildə CIGRE tərəfindən dərc olunan tədqiqatda səth müqavimətini təxminən yarısı ilə üçdə iki arası qədər azalda bilər.

Əsas izolyator xassələri: Müqavimət, dielektrik möhkəmlik və mexaniki davamlılıq

İzolyatorun işləməsini üç əsas xassə müəyyən edir:

1. Müqavimlik : Müqavimət: Şüşələnmiş şüşə kimi yüksək performanslı materiallar 25°C temperaturda 1×10¹³ Ω·sm həcm müqavimətinə çata bilər.
2. Diellektriq Qüvvəti : Polimer kompozitlər pozulmadan 30 kV/mm elektrik sahəsinə dözümlüdür
3. Mexaniki Yüklənmə Qabiliyyəti : Asma izolyator zəncirləri 160 kN-dan çox şaquli yükləri minimal deformasiya ilə (<0,5%) dəstəkləyir

Siklik yükləmə altında keramik izolyatorlar polimer tiplərə nisbətən 30-40% yüksək dənəvər müqavimətə malikdir, lakin müasir kompozitlər çirklənmiş və nəmli şərtlərdə (EPRI Grid Report 2023) daha yaxşı sıçrayış performansına malikdir.

Yüksək gərginlikli ötürücu xətlərində Asma İZolyatorlar

Uzun aralıqlı ötürücu şəbəkələrdə hava xəttli keçidlərin dəstəklənməsi

Asılızolatorlar uzun məsafəli ötürücü sistemlərdə həmin hava xətlərini yerində saxlamaqda çox vacib rol oynayır. Bu komponentlər mexaniki gərginliyi 70 kN-dan artıq olan ciddi təsirlərə də davamlı olmalı və eyni zamanda elektrik izolyasiya xassələrini saxlamalıdır. Onlarsız keçiricilər dəstək qurğularına toxunardı ki, bu da xüsusilə dirəklər arasındakı uzun açılışlarda xüsusilə problem yaradırdı. Bu açılışlarda əyilmə həddi təhlükəli sıçrayışları qarşısını almaq üçün ümumi açılış uzunluğunun 3% -dən aşağı saxlanılmalıdır. Müasir dizaynlarda əsasən modul disk təşkili istifadə olunur ki, bu da enerji şirkətlərinə gərginlik tələblərinə (1,100 kV AC-ə qədər çıxa bilər) və ətraf mühitin nə qədər çirklənməsinə görə sızma məsafəsini dəqiqləşdirməyə imkan verir. 2024-cü ilin yüksək gərginlik izolyatorları hesabatının ən son bazar tendensiyalarına baxdıqda, böyük regional dəyişən cərəyanlı ötürülmə koridorları üçün nəzərdə tutulmuş xüsusi asma izolyatorlarına olan tələbin son illərdə illik təxminən 12% artıb.

Etibarlılıq üçün konfiqurasiya və dizayn optimallaşdırılması

İzolyator zəncirinin uzunluğunu müəyyən etmək üçün mühəndislər bu əsas hesablamadan istifadə edirlər: vahidlərin sayı sistemin gərginliyinin təhlükəsizlik faktoru ilə hasilinin disklərin dözümlü gərginliyinə nisbətinə bərabərdir. 230 kV sistemləri üçün əksər güclüntər 8 disklə işləyir, lakin 765 kV-luq yüksək gərginlikli ötürücü xətlər bir-birinə birləşdirilmiş 24-ə qədər izolyator tələb edə bilər. Qradient halqalarının əlavə edilməsi də həqiqətən fərqlilik yaradır. Bu halqalar elektrik sahəsini zəncir üzrə daha bərabər yayır, nəticədə rütubət səviyyəsinin yüksək olduğu hallarda korona boşalması problemlərini azaldır. Bu günə qədər sensor texnologiyasının standart izolyator dizaynlarının tərkib hissəsinə çevrilməsi müşahidə olunur. Şirkətlər həm ±2% dəqiqlik daxilində mexaniki gərginliyi, həm də sızma cərəyanlarını ölçən cihazları yerləşdirirlər. Belə növ monitorinq elektrik stansiyalarının operatorlarına gündəlik yoxlamalar zamanı ciddi problemlərə çevrilən potensial problemləri müəyyən etməyə kömək edir.

Müasir şəbəkələrdə kompozit və polimer ophanging izolyatorlarının üstünlükləri

• Çəkinin Azalması : Porcelandan 60% yüngül olmaqla qütblərin konstruksiya tələblərini azaldır
• Çirklənməyə davamlılıq : Silikon kauçukdan hazırlanmış lövhələr dəniz duzu və çirklənmənin yığılmasına qarşı davamlıdır, sahil regionları üçün əlverişlidir
• Hidrofob səth : Özünü təmizləyən xassələri keramik izolyatorlara nisbətən texniki xidmət tələbini 70% azaldır
• Rəqslərin söndürülməsi : Polimer matrislər hava vibrasiyalarını udur və konduktorun xidmət müddətini 15-20 il artırır

Pay və Dəstək İzolyatorları Qurğuşanın Tətbiqi

Avtobusbar, dövrə qırıcısı və qatı konduktor dəstək sistemlərində mühüm istifadə

Post izolyatorlar elektrik stansiyalarında elektrik enerjisinin təhlükəsiz saxlanmasını təmin edərkən əsas konstruktiv dəstək funksiyasını yerinə yetirir. Bu komponentlər transformatorları avtomatik açarlarla birləşdirən bərk barabanları saxlayır və güc sıçrayışları baş verdiyi zaman təhlükəli sıçrama hadisələrinin qarşısını alan elektrik keçirən hissələr arasında zəruri boşluqlar yaradır. 500 kV-luq yüksək gərginlikli qurğuların çoxunda bu izolyatorlardan ancaq dörd min amperə qədər sabit cərəyanı istilik zərəri əlamətləri göstərmədən davam gətirə bilən müasir post izolyatorlar tələb olunur. Materialın seçilməsi tez-tez yerli iqlim şəraitindən və regionlara görə texniki xidmət üstünlüklərindən asılıdır.

Elektrik stansiyalarında mexaniki yüklərin və ətraf mühit təzyiqlərinin idarə edilməsi

Bu izolyatorlar çox yüksək külək sürətlərinə (>150 km/s) və -40°C-dən +80°C-yə qədər temperatur dalğalanmalarına dözürlər. Dəniz sahillərində quraşdırmalarda korroziyaya davamlı olduqları üçün birləşmiş polimer konstruksiyalar üstünlük təşkil edir; porçelana nisbətən silikon rezin variantları duzlu tuman nəticəsində baş verən xətaları 72% azaldır. Əsas dizayn nəzərdə tutmaları mühitdən asılı olaraq dəyişir:

Porçelan və Silikon Rezin: Məhsuldarlıq və Təmir Üzrə Müqayisə

Porcelain dielektrik möhkəmliyinə (30-40 kV/sm) əsas təminat verir, lakin silikon rezin kompozitlərinin əhəmiyyətli üstünlükləri var:

• quraşdırma və istismarı asanlaşdıran 45% yüngül çəki
• Üç dəfə artıq partlama davamlılığı
• Su itən, özünü təmizləyən səthlər

2022-ci il CIGRE tədqiqatı polimer izolyatorların çirklənmiş şəraitdə porcelana nisbətən 60% az təmir tələb etdiyini göstərdi. Bununla belə, porcelan xüsusilə yüksək gərginlikli tətbiqlər üçün (>800 kV) istifadə olunur, çünki o, sabit termal genişlənmə xarakteristikasına malikdir.

Ölül Uç və Yüksək Gərginlikli Quraşdırmalar üçün Gərginlik İzolyatorları

Xətt Sonlarında və Kəskin Marşrut Meylelərində Keçid Kabelinin Sabitləşdirilməsi

Gərginlik izolyatorları xətt sonlarında və istiqamətin kəskin dəyişdiyi yerlərdə keçid kabelini sabitləyir, 50 kN-dan artıq dartı qüvvələrini dəstəkləyərək elektrik sızmasını qarşısını alır. Müasir kompozit versiyaları porçelan analoqlarından 40% yüngüldür və 150 kV/m-dən yuxarı dielektrik möhkəmliyini saxlayır, bu da onları şəhər ərazilərindəki ölü son direklər üçün əlverişli edir.

Çətin ərazilərdə istifadə: Çay keçidləri və Dağlıq bölgələr

Gərginlik izolyatorları dağ keçidləri və çay vadiləri kimi çətin ərazilərdə elektrik xətlərini qoruyarkən əhəmiyyətli rol oynayır, burada güclü buz yığılması, külək və hətta yerin silkələnməsi kimi təhdidlərlə qarşılaşırlar. Keçən il dərc olunan tədqiqatlara görə, polimer izolyatorlar sahil bölgələrində xidmət pozuntularını şüşə izolyatorlardan təxminən iki qat azaldır. Bazar tendensiyalarına baxdıqda, qlobal izolyator sektoru sürətlə inkişaf edir və son proqnozlara görə artıq 2 milyard ABŞ dollarından çox qiymətləndirilir. Bu inkişaf, xüsusilə uzaq və ya ekstremal yerlərdə yerləşən infrastruktur üçün ətraf mühit təsirlərinə və çirklənməyə davamlı materiallara olan tələbin artması ilə əlaqəlidir.

Çoxvahidli Gərginlik Montajlarında Yük Paylanması və Konstruksiya Bütövlüyü

Çoxdiskli simli dizayn mexaniki gərginliyi bir neçə element üzərində yayır, beləliklə sistem uzun müddət istismar nəticəsində ayrı-ayrı hissələr aşınanda belə iş qabiliyyətini saxlayır. Son yeniliklərə fiberlə gücləndirilmiş nüvələr daxildir ki, bu da yükgötürən möhkəmliyi ənənəvi poladla gücləndirilmiş versiyalara nisbətən təxminən otuz faiz artırır. Belə sistemlərin həm 765 kilo voltdan yüksək elektrik gərginliyinə, həm də 15 kilonüton metrə çatan mexaniki yüklərə davam gətirə biləcəyi də testlərlə təsdiq edilmişdir. Bu xüsusiyyətləri onları xüsusilə uzun məsafəli elektrik xətlərində, burada işin dayanması heç bir variant olmayan hallarda xüsusilə qiymətli edir.

Transformator və Açar Qurğuları Bushinqsi: Xüsusi İzolyator Tətbiqləri

Bushinqsin Transformator İzolyasiyasında və Elektrik Davamlılığında Rolü

Yüksək gərginlikli buşinqlər aktiv transformator terminalları ilə xarici keçiricilər arasında əsas əlaqə kimi çıxış edir və yüksək gərginlik daşıyan hissələrlə qruplaşdırılmış rezervuar arasında izolyasiyanı saxlayır. Son tədqiqatlara görə, bütün transformator problemalrının təxminən üçdə biri izolyasiya qüsurundan və ya sadə mexaniki aşınmadan qaynaqlanan buşinqlərin aşınmasından irəli gəlir (Power System Reliability Report tərəfindən bu maraqlı fakt 2023-cü ildə aşkar edildi). Bu gün istehsalçılar yüksək gərginlikləri idarə etməyə imkan verən, yağla isladılmış kağızla birləşdirilmiş inkişaf etmiş keramik kimi daha yaxşı materiallardan istifadə edərək buşinqlər istehsal edirlər. Bu yeniləmə elektrik mühəndisləri üçün baş ağrısına səbəb ola bilən hissəvi boşalmaları azaltmağa kömək edir.

Yüksək gərginlikli buşinqlərdə tutum qiymətləndirməsi və elektrik sahəsinin idarə edilməsi

Çoxqatlı halqalar vasitəsilə tutum qiymətləndirilməsi elektrik sahəsi yayılmasını optimallaşdırır, gərginlik konsentrasiyasını azaldır 40-60% konvensial dizaynlara nisbətən. Bu xüsusilə 800 kV+ sistemlərində dielektrik pozulmalara səbəb ola bilən bərabərsiz qradiyentlər olduğu zaman vacibdir. Dəqiq tutum tarazlaşdırılması – keçirici və izolyasiya təbəqələrinin növbəliyi vasitəsilə – elektromaqnit maneələrini təhlükəsiz hədlər daxilində saxlayır.

Yağla Doldurulmuşdan Qura Tip Epoqi Rezinli Vintlərə Təkamül: Etibarlılıq və Təhlükəsizlik

Yağla doldurulmuşdan sikloalifatik epoksi reziin vintlərə əsas əməliyyat problemlərini həll edir:

• Yanğın təhlükəsi yanğın təhlükəsi 89% azaldıldı
• Düzəliş mürəkkəbliyi qura tip bloklar istifadəsi ilə yoxlanışların sayı 75% azaldıldı
• Ətraf mühitin çirklənməsi 2015-ci ildən etibarən sıfır yağ sızması konstruksiyaları ilə qarşısı alınır

Sahədən toplanan məlumatlar 15.000 quraşdırılmış vahid quru tipli vintlərin göstərdiyi 98,3% istismar etibarlılığı on il sonra – neft dolu analoqlarından 22% yüksəkdir.

SSS

Elektrik izolyatorlarının elektrik sistemlərindəki funksiyası nədir?

Elektrik izolyatorları qeyri-ixtiyari elektrik axınının qarşısını almaq üçün maneə yaradır, sistem bütövlüyünü saxlayır, yüksək gərginlikləri və sızma cərəyanlarını idarə edərək təhlükəsiz və səmərəli işləməni təmin edir.

Elektrik izolyatorlarının əsas xassələri nələrdir?

Elektrik izolyatorlarının performansını və səmərəliliyini təyin edən əsas xassələrə özdəklik, dielektrik möhkəmlik və mexaniki yüklənmə həddi daxildir.

Yüksək gərginlikli ötürücü xətlərdə asma izolyatorlarının əhəmiyyəti nədir?

Asma izolyatorları hava keçidlərini dəstəkləyir, mexaniki gərginliyi idarə edir və uzun aralıqlı ötürücü sistemlərdə elektrik izolyasiyasını təmin edir.

Birləşmiş asma izolyatorlarının üstünlükləri nələrdir?

Birləşmiş izolyatorlar çəkinin azalmasına, çirklənməyə davamlılığa, hidrofob səthlərə və vibrasiyanın söndürülməsinə imkan verir ki, bu da onları müasir şəbəkələr üçün sərfəli edir.