Რა არის იზოლიატორების მთავარი გამოყენების სფეროები ელექტრო სისტემებში?

Იზოლატორების ძირეული როლი და თვისებები ელექტრო სისტემებში

Ელექტრო იზოლატორების ფუნქცია და დანიშნულება ელექტრო სისტემებში

Ელექტრული იზოლატორები ასრულებენ მნიშვნელოვან როლს, რადგან ისინი ქმნიან ბარიერს დენიან ნაწილებსა და გამართულ სტრუქტურებს შორის, რაც არიდებს ელექტროდენის შემთხვევით გადადილებას, რომელიც შეიძლება გამოწვეული იქნას მოწყობილობის გამართული მუშაობის შეფერხება ან საფრთხის შექმნა. ეს მასალები უზრუნველყოფს ელექტროენერგიის უწყვეტ მიწოდებას მაშინაც კი, როდესაც ძაბვა 500 კილოვოლტზე მაღლა ადის, და ისინი შეძლებენ გამტარობის დენის შევიწროებას დაახლოებით 10 მიკროამპერამდე კილომეტრზე 2021 წელს გამოქვეყნებული IEEE სტანდარტის მიხედვით. დღევანდელი ელექტროქსელებისთვის საჭიროა იზოლაციის მასალების მექანიკური მაჩვენებლების მაღალი მაჩვენებლების მქონე მასალების გამოყენება. ყინულის დაგროვება და მტვრის დაგროვება არის მნიშვნელოვანი პრობლემები, განსაკუთრებით სანაპირო ზოლებთან ახლოს, სადაც ამ ფაქტორების ზემოქმედებით ზედაპირული წინაღობა შეიძლება შემცირდეს ნახევარზე და სამ მეოთხედამდე 2022 წელს CIGRE-ის მიერ გამოქვეყნებული კვლევის მიხედვით.

Ძირითადი იზოლატორის თვისებები: წინაღობა, დიელექტრიკული სიმტკიცე და მექანიკური მარადიულობა

Სამი ძირითადი მახასიათებელი განსაზღვრავს იზოლატორის მუშაობას:

1. Წინააღმდეგობა : წინაღობა: მაგალითად, გამაგრებული მინის ასეთი მასალები 25°C ტემპერატურაზე მიიღწევს მუშა წინაღობას 1×10¹³ Ω·სმ-ზე მეტს.
2. Დიელექტრული სიმტკიცე : პოლიმერული კომპოზიტები გაძლევენ ელექტრული ველის დაძაბულობას 30 კვ/მმ-მდე გატეხვამდე
3. Მექანიკური დატვირთვის მაჩვენებელი : საკიდ იზოლირებული სტრინგები უზრუნველყოფს ვერტიკალურ დატვირთვას 160 კნ-ზე მეტს მინიმალური დეფორმაციით (<0.5%)

Კერამიკულ იზოლირებულებს აქვთ 30-40%-ით მაღალი პუნქციის წინაღობა პოლიმერული ტიპების საწინააღმდეგოდ ციკლური დატვირთვის დროს, თუმცა ახალგაზრდა კომპოზიტებს აქვთ უმჯობესი გადატეხის წინაღობა დაბინძურებულ და ტენიან პირობებში (EPRI ქსელის ანგარიში 2023).

Საკიდ იზოლირებულები მაღალი ძაბვის გადაცემის ხაზებში

Ხელშეუწყობს ზემოთ გამავალი კონდუქტორების მომჭიდროებას გრძელ სივრცეში

Საკიდი იზოლატორები მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ გრძელვადიან გადამცემ სისტემებში მაღალი დაძაბულობის მქონე გამტარების მიმაგრებაში. ასეთი კომპონენტები საჭიროა გაუძლონ მექანიკური დატვირთვას, ხშირად 70 კნ-ზე მეტ ძალას, ხოლო ელექტრული იზოლაციის თვისებების შენარჩუნებას. ისინი არ უშლის გამტარების შეხებას მიმაგრებულ მუხლებთან, რაც განსაკუთრებით პრობლემურია სიგრძით დიდ მონაკვეთებში. ასეთი მონაკვეთების ჩამოღება საჭიროა იყოს სრული სიგრძის 3%-ზე ნაკლები, რათა თავიდან იქნას აცილებული საფრთხის შემცველი განსხივება. უმეტესობა თანამედროვე დიზაინის იზოლატორებისა იყენებს მოდულურ დისკებს, რაც საშუალებას აძლევს სამართალ კომპანიებს შეადარონ ზედაპირული დენის გასავლელი მანძილი დაძაბულობის მოთხოვნების მიხედვით (რაც შესაძლოა მიაღწიოს 1100 კვ AC-მდე) და გარემოს დაბინძურების ხარისხის მიხედვით. 2024 წლის მაღალი დაძაბულობის იზოლატორების ბაზარის ბოლო ტრენდების გაანალიზებისას, აღინიშნა მოთხოვნის გაზრდა სპეციალიზებული საკიდი იზოლატორების მიმართ, რომლებიც განკუთვნილია უფრო დიდი რეგიონებს შორის HVDC გადაცემის სისტემებისთვის, რომელიც წელზე წელ იზრდება დაახლოებით 12%-ით.

Სიმების კონფიგურაცია და დაგეგმვის ოპტიმიზაცია სანდოობისთვის

Ინჟინრები იზოლატორის სიგრძის გასაგებად იყენებენ შემდეგ გამოთვლას: ერთეულების რაოდენობა უდრის სისტემის ძაბვას გამრავლებული უსაფრთხოების ფაქტორზე გაყოფილი დისკზე გამძლე ძაბვაზე. უმეტესი სახის სადენ ხაზები იქნება დაახლოებით 8 დისკით 230 კვ სისტემებისთვის, მაგრამ იმ სადენ გადაცემის ხაზებს კი, რომლებიც 765 კვ ძაბვაზე მუშაობს, შეიძლება მოეთხოვოთ 24 იზოლატორის გაყოლა. გრადუსული ბეჭდების დამატებასაც მნიშვნელოვანი გავლენა ახდენს. ეს ბეჭდები განაწილებენ ელექტრულ ველს უფრო თანაბრად მთელ იზოლატორზე, რაც ამცირებს კორონა განტვირთვის პრობლემებს, განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც ტენიანობა მაღალია. ამჟამად აღინიშნება ტენდენცია, რომ სენსორული ტექნოლოგია იზოლატორების სტანდარტულ დიზაინში გადადის. კომპანიები ამატებენ მოწყობილობებს, რომლებიც აკონტროლებს როგორც მექანიკურ დატვირთვას ±2% სიზუსტით, ასევე გაზვით დენებს. ასეთი მონიტორინგი ხელს უწყობს სადგურის ოპერატორებს პოტენციური პრობლემების ადრე აღმოჩენას, სანამ ისინი სერიოზულ პრობლემებად იქცევიან პერიოდული შემოწმების დროს.

Კომპოზიტური და პოლიმერის აიზოლატორების უპირატესობა თანამედროვე სადენ სისტემებში

• Წონის შეკრება 60%-ით მსუბუქია პორცელანზე, რაც ამცირებს კონსტრუქციის სტრუქტურულ მოთხოვნებს
• Დაბინძურების მიმართ წინაღობა სილიკონის რეზინის ფოროები აწყდება მარილის და დაბინძურების დაგროვებას, ხოლო იდეალურია სანაპირო რაიონებისთვის
• Ჰიდროფობული ზედაპირი თვითმოწმების თვისებები აკლებს მომსახურების სიხშირეს 70%-ით კერამიკის შედარებით
• Ვიბრაციების დამცავება პოლიმერული მატრიცები შთანთქავს აეროლინგვისტიკურ ვიბრაციებს, რითაც გადაიტანს გამტარის სიცოცხლეს 15-20 წელზე

Სვეტის და მხარდაჭერის იზოლატორები ქვესადგურის გამოყენებაში

Მნიშვნელოვანი გამოყენება ავტობუსის, სახლის და მყარი გამტარის მხარდაჭერის სისტემებში

Პოსტ იზოლატორები უზრუნველყოფს სტრუქტურულ მხარდაჭერას ელექტროსადგურების გარემოში და შეიცავს ელექტროენერგიას. ეს კომპონენტები უჭერს იმ მაგისტრალურ ავტობუსებს, რომლებიც აერთებს ტრანსფორმატორებს და წრედის გამსროლელებს, ქმნის საჭირო სიცარიელებს გამტარი ნაწილებს შორის, რათა თავიდან ავიცილოთ საფრთხის შემცველი გადატვირთვა დენის გადახრის დროს. უმეტეს მაღალი ძაბვის დამაგრებები დაახლოებით 500 კვ მნიშვნელოვანია იმდენად, რომ სამი ათეულიდან ექვს ათეულამდე იზოლატორი გავრცელდეს მთელ სივრცეში. დამზადებული როგორც ტრადიციული კერამიკისგან, ასევე ახალგაზრდა პოლიმერული ნაერთებისგან, ამ დროის პოსტ იზოლატორები შეუძლია მოაგვარონ მუდმივი დენის ნაკადი, რომელიც აღწევს 4000 ამპერს მანამ, სანამ სითბოს დაზიანების ნიშნები გამოჩნდება. მასალის არჩევანი ხშირად დამოკიდებულია ადგილობრივ კლიმატურ პირობებზე და მოვლის პრეფერენციებზე სხვადასხვა რეგიონში.

Მექანიკური დატვირთვის მართვა და გარემოს სტრესი სადგურის გეგმარებაში

Ეს იზოლატორები გამძლეა ექსტრემალური სიჩქარის (>150 კმ/სთ) და ტემპერატურის გარდაქმნის მიმართ -40°C-დან +80°C-მდე. კომპოზიტური პოლიმერის დიზაინი აღმატება სანაპირო ინსტალაციებში მათი კოროზიის მიმართ მდგრადობის გამო; სილიკონის რეზინის ვარიანტები ამცირებს მარილიანი წვეტის გამო გამტეხილებს 72%-ით მინა იატაკის შედარებით. გასაღები დიზაინის განხილვები განსხვავდება გარემოს მიხედვით:

Მინა იატაკი ვს სილიკონის რეზინა: შედარება მუშაობისა და მომსახურების მიხედვით

Მიუხედავად იმისა, რომ ფარფორი უზრუნველყოფს საიმედო დიელექტრიკულ სიმტკიცეს (30-40 კვ/სმ), სილიკონის რეზინის კომპოზიტებს აქვთ მნიშვნელოვანი უპირატესობები:

• 45%-ით ნაკლები წონა უფრო იოლი მართვისა და დაყენებისთვის
• Სამჯერ მეტი გატეხვის მდგრადობა
• Ჰიდროფობური, თვითგასუფთავებელი ზედაპირები

2022 წელს CIGRE-ის კვლევამ აჩვენა, რომ პოლიმერის იზოლატორებს მინაბზარ პირობებში სჭირდებათ 60%-ით ნაკლები მოვლა, ვიდრე ფარფორს. თუმცა, ულტრამაღალი ძაბვის გამოყენებისთვის (>800 კვ) კვლავ უპირატესობა ენიჭება ფარფორს მისი სტაბილური თერმული გაფართოების მახასიათებლების გამო.

Ძაბვის იზოლატორები დასასრულისა და მაღალი დაჭიმულობის დაყენებისთვის

Ხაზოვანი დასასრულებისა და მკვეთრად გადახრილი მარშრუტების დამაგრება

Ძაბვის იზოლატორები ხაზოვანი დასასრულებისა და მიმართულების მკვეთრად გადახრილი წერტილების დასამაგრებლად გამძლე ძალებს ატარებენ 50 კნ-ზე მეტს, ხოლო ელექტრო გადატენის პროფილაქტიკას უზრუნველყოფენ. ახალგაზრდა კომპოზიტური ვერსიები 40%-ით მსუბუქია ფარფორის ანალოგებთან შედარებით და შეინარჩუნებენ დიელექტრიკულ სიმტკიცეს 150 კვ/მ-ზე მაღლა, რაც მათ ხელსაყოფელს ხდის ქალაქში მდებარე დასასრულის სვეტებისთვის.

Მუშაობა რთულ პირობებში: მდინარეების გადაკვეთა და მთიანი რაიონები

Ხანგრძლივობის იზოლატორები მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ მაღალი დატვირთვის პირობებში, მთის გადასასვლელებში და მდინარეების ხეობებში, სადაც ისინი ებრძვიან მძიმე ყინულის დაგროვებას, ძლიერ ქარებს და მიწისძვრებს. გამოკვლევების მიხედვით, რომლებიც გამოქვეყნდა ბოლო წელს, პოლიმერული იზოლატორები ამცირებენ სერვისულ შეფერხებებს სამეობრივ რაიონებში დაახლოებით ორი მესამედით ტრადიციული საგნის ანალოგების შედარებით. ბაზრის ტენდენციების გათვალისწინებით, გლობალური იზოლატორის სექტორი სწრაფად იზრდება და ამჟამად მისი ღირებულება 2 მილიარდ დოლარზე მეტია ბოლო პროგნოზების მიხედვით. ზრდა მიჰყვება გარემოს მდგრადი და დაბინძურების მიმართ მდგრადი მასალების მოთხოვნის ზრდას, განსაკუთრებით იმ ინფრასტრუქტურისთვის, რომელიც მდებარეობს აშშ-ში ან ექსტრემალურ ადგილებში.

Დატვირთვის განაწილება და სტრუქტურული მთლიანობა მრავალი ერთეულისგან შემდგარ ხანგრძლივობის მოწყობილობებში

Მრავალდისკიანი სტრინგის დიზაინი განაწილებს მექანიკურ დატვირთვას რამდენიმე ერთეულზე, ასე რომ სისტემა მთლიანად ინარჩუნებს ფუნქციონირებას მაშინაც კი, როდესაც დროთა განმავლობაში ნაწილების გახმარება იწყება. ბოლო განვითარებები მოიცავს მინანივრით და reinforcingლი გულებს, რომლებიც სინამდვილეში იზრდებიან ტვირთის მატარებელ სიმაგრეს დაახლოებით 30%-ით შედარებით ტრადიციულ ფოლადის და reinforcingლ ვერსიებთან. გამოცდებმა აჩვენა, რომ ასეთი სისტემები საიმედოდ მუშაობს საკმაოდ დაძაბულ პირობებშიც, ისინი უმკლავდებიან როგორც ელექტრულ დატვირთვებს ასევე მექანიკურ დატვირთვებს, რომლებიც აღწევს 15 კილონიუტონს მეტრზე. ეს კი განსაკუთრებით ფასდადებულია გრძელი მანძილის ელექტროგადამცემი ხაზებისთვის, სადაც მავნე შედეგების დაშვება შეუძლებელია.

Ტრანსფორმატორებისა და გამრთველი მოწყობილობების ბუშინგები: სპეციალიზებული იზოლირების პრიმენებები

Ბუშინგების როლი ტრანსფორმატორის დიელექტრიკულ დამცავ საშუალებებში და ელექტრული მთლიანობის შენარჩუნებაში

Მაღალი ძაბვის გამტარები ასრულებენ ტრანსფორმატორის მუშა ბოლოებსა და გარე გამტარებს შორის არსებით კავშირს, ხოლო მაღალი ძაბვის მქონე ნაწილებსა და განულებულ რეზერვუარს შორის იზოლაციას უნარჩუნებენ. ბოლო კვლევების მიხედვით, ტრანსფორმატორების სამივე პრობლემიდან ერთი გამოწვეულია გამტარების გახანგრძლივებით, რომელიც იზოლაციის უარყოფით ან მექანიკური მოხმარებით არის გამოწვეული (2023 წელს ეს საინტერესო ფაქტი გამოაქვეყნა Power System Reliability Report-მა). დღესდღეობით, მწარმოებლები გამტარებს უფრო ხარისხიანი მასალებით აკეთებენ, როგორიცაა მაღალი ხარისხის კერამიკა და ზეთით გამოსუფთავებული ქაღალდი, რამაც შესაძლოა გააუმჯობესოს 500 კილოვოლტზე მაღალი ძაბვის მართვა. ეს გაუმჯობესება ამცირებს ნაწილობრივ განმუხტვებს, რომლებიც ხშირად აქმნიან პრობლემებს ელექტრო სისტემებზე მუშაობდა ინჟინრებისთვის.

Კაპაციტური გრადუსირება და ელექტრული ველის კონტროლი მაღალი ძაბვის გამტარებში

Მრავალფენიანი რგოლების საშუალებით კაპაციტური გრადუსირება ელექტრული ველის განაწილების ოპტიმიზაციას უზრუნველყოფს, დაძაბულობის კონცენტრაციის შემცირებით 40-60% პირობითი დიზაინების შედარებით. ეს განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია 800 kV+ სისტემებში , სადაც გაუმჯობესებული გრადიენტები შეიძლება გამოწვიოს დიელექტრიკული გაუმჯობესების უარყოფა. ზუსტი ტევადობის ბალანსირება - განხორციელდება გამტარი და დიელექტრიკული ფენების შერევით - ეფექტურად შეიცავს ელექტრომაგნიტურ ხარშის უსაფრთხოების ზღვარს.

Ზეთის შევსებიდან მშრალი ტიპის ეპოქსიდული ბუშინგებისკენ ევოლუცია: საიმედოობა და უსაფრთხოება

Ზეთის შევსებიდან ციკლოალიფატური ეპოქსიდული სმოლის ბუშინგებში მოგვარებულია მნიშვნელოვანი ოპერაციული გამოწვევები:

• Საწვავის რისკი შემცირდა 89%-ით აირანის აღმოსაფრთხო ზეთის აღმოფხვრით
• Მოვლა-პატრონობის სირთულე შემცირდა მშრალი ტიპის ბლოკებით, რომლებსაც საჭიროებს შემოწმების 75%-ით ნაკლები რაოდენობა
• Გარემოს დაბინძურება თავიდან ავიცილებთ ნულოვანი ზეთის გადინების დიზაინებით 2015 წლიდან

Ველის მონაცემები 15,000 დაყენებული მოწყობილობიდან ჩვენ ვაჩვენებთ სუფთა ტიპის ბუშინგებს 98,3% მუშაობის საიმედოობა ათი წელიწადის შემდეგ - 22%-ით მეტი, ვიდრე ზეთით სავსე ანალოგები.

Ხელიკრული

Რა ფუნქცია აქვს ელექტრო იზოლატორებს ელექტრო სისტემებში?

Ელექტრო იზოლატორები ქმნიან ბარიერებს შემთხვევითი ელექტრო დენის დინების შესაჩერებლად, შეინარჩუნებენ სისტემის მთლიანობას მაღალი ძაბვისა და გადინების დენების მართვით და უზრუნველყოფენ უსაფრთხო და ეფექტუან მუშაობას.

Რა არის ელექტრო იზოლატორების მთავარი თვისებები?

Ელექტრული იზოლატორების წარმოებისა და ეფექტურობის განსაზღვრის ძირითადი თვისებებია მასალის დიელექტრიკული სიმტკიცე და მექანიკური დატვირთვის მაჩვენებელი.

Რატომ არის საჭირო საკიდ იზოლატორები მაღალი ძაბვის გადაცემის ხაზებში?

Საკიდ იზოლატორები უზრუნველყოფს სატრანსპორტო გზების მხარდაჭერას, მექანიკური დატვირთვის მართვას და ელექტრული იზოლაციის უზრუნველყოფას გრძელ სივრცეში გადაცემის სისტემებში.

Რა უპირატესობებს გვთავაზობს კომპოზიტური საკიდ იზოლატორები?

Კომპოზიტური იზოლატორები ამცირებს წონას, ატარებს დაბინძურების წინააღმდეგ წინაღობას, ჰიდროფობურ ზედაპირებს და ხანგრძლივად ამარაგებს რხევას, რაც უზრუნველყოფს მათ უპირატესობას თანამედროვე სადენ სისტემებში.