Өндөр хүчдэлийн шугамд зориулсан тохиромжтой изоляторыг хэрхэн сонгох вэ?

Өндөр хүчдэлийн хэрэглээнд зориулсан голчлох изоляторын төрлүүд болон материалын сонголтуудыг ойлгох

Давших, Багана, Урт Саваа, Чангарлын Изолятор: ӨВ системд гүйцэтгэх үүрэг ба бүтцийн үүрэг

Өндөр хүчдэлийн шилжүүлэлтийн системд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг дөрвөн төрлийн изолятор байдаг. Дискийн цувралаас бүрдсэн утсан оосор дээрх дамжуулагчийн жинг даах үүрэгийг суспеншн изолятор гүйцэтгэдэг. Энэ байгууламж нь инженерүүдийн барьцангийн янз бүрийн хэлбэртэй байх боломжийг олгох бөгөөд шугамыг нарийн замналтай газраар дамжуулахад хялбар болгодог. Пост изолятор нь дэд станц дахь зузаан шинэвчийг бат бэхжүүлэх зориулалттай бөгөөд зарим нь зуун киловольтын хүртэлх хүчдэлийг даахуйц баригддаг. Long rod изолятор нь порцелан эсвэл нийлмэл материалын нэг хэсгээс бүрддэгийн хувьд онцлогтой. Эдгээр нь бохирдол цуглахгүй байх чадвар сайтай тул компонентүүдийн хооронд аюултай цахилгаан сарнилт гарахаас сэргийлэхийн тулд илүү урт гадаргуутай байх шаардлагатай EHV хэрэглээнд ихэвчлэн ашигладаг. Мөн шилжүүлэлтийн шугамын төгсгөлд байрладаг стрэйн изолятор байдаг бөгөөд өндөрлөл өөрчлөгдөх, хүнд цас хуримтлагдах, газрын гадарга дээгүүр хүчтэй салхи дамжих зэрэг олон төрлийн хүчний үйлчлэлд барилга бүхэнгээ хамт байлгах үүрэгтэй. Тэдгээрийн тус бүр нь салхины даралт, мөс цуглах, газар хөдлөлт зэрэг ялгаатай сорилтуудыг шийдвэрлэх зориулалттайгаар загварчлагдсан. Сонирхолтой нь судалгаагаар харуулавал хуучин дискний цуврал дизайнтай харьцуулахад long rod изолятор давтаст сорилтонд ойролцоогоор 30 хувийн илүү нас байдаг тул олон орчин үеийн суурилуулалтанд ухаалаг сонголт болдог.

Порцелан, Шилэн болон Нийлмэл Изоляторууд: Үйлчилгээний чадвар, Бат бөх чанар, Хэрэглээний тохиромж

Өндөр хүчдэлийн нөхцөлд тоног төхөөрөмжийн ажиллагаа, үргэлжлэх хугацаанд ямар материал ашигласан нь маш чухал. Порцелан материалыг цахилгааныг сайтар тусгаарладаг, куб фут бүрт 150 кВ-с дээш диэлектрик хүчтэй, мөн температур өөрчлөгдөх үед ч тогвортой байдаг учраас удаан хугацаа хэрэглэдэг. Асуудал нь юу вэ гэвэл энэ материалтай зүйлд зүйрчихвэл хялбархан хугардаг тул засвар үйлчилгээ нь хийгдэхгүй эсвэл аюулгүй биш байдалтай газруудад энэ нь ихээхэн анхаарал татах асуудал болдог. Харин хатуулагдсан шилэн тусгаарлагчид нь гэмтэл гарах үедээ бүрэн хугарахаасаа өмнө трещин үүсгэдэг тул аюулгүй байдлын хувьд сайн ба естөй өөрсдөө цэвэрлэгддэг. Гэсэн хэдий ч эдгээр шилэн тусгаарлагчид далайн ойролцоох бүс нутагт давс ихтэй агаарт удаан хугацааны туршид гадаргуу нь элэгдэж мууддаг. Нийлмэл полимер тусгаарлагчид сүүлийн үед туушитай, жижигрэх, чийглэг орчинд түгээмэл хэрэглэгдэж эхэлсэн. Тэдгээрийг дотор нь шилэн ширхэгээр хийсэн, гадна нь силикон каучук бүрхүүлтэй болгосон бөгөөд усны эсрэг чанар нь бохирдлыг ердийн материалуудаас ойролцоогоор 40% илүү хурдан зайлуулдаг. Зарим талбайн тайлангууд нь нийлмэл тусгаарлагчид хуурай климатад порцеланы тусгаарлагчидтай харьцуулахад ойролцоогоор 15 жилийн нэмэлт үйлчилгээний хугацаатай байж болохыг зааж байна. Гэхдээ нарны УВ цацрагт удаан хугацаагаар өртөх үед хурдан задрахаас сэргийлэхийн тулд тусгай найрлага хөгжүүлэх шаардлагатай. Одоо үеийн маш өндөр хүчдэлийн системд явагдаж буй зүйлсийг харвал шил эсвэл порцеланы голыг нийлмэл хамгаалалтын онцлог чанаруудтай хослуулсан шинэ арга барилууд гарч ирж байна.

Цахилгаан ба механик ажиллагааны шаардлагуудыг үнэлэх

Диэлектрик болон хүчдэлийн ангилал: Изоляторуудыг 110 кВ-УХХ ба ТХТС системүүдтэй нийцүүлэх

Зөв изоляторын материал сонгохын тулд системийн хүчдэл болон бодит цахилгааны стрессийг анхааралтай авч үзэх шаардлагатай. 110кВ-аас 800кВ хүртэлх хувьсах гүйдлийн системд стандарт порцелан изоляторууд ерөнхийдөө см тутамд ойролцоогоор 10-12 кВ-ыг зөөх чадвартай байдаг. Гэсэн хэдий ч хэт өндөр хүчдэл (UHV) болон өндөр хүчдэлтэй тогтмол гүйдэл (HVDC) хэрэглээнд орох үед шаардлага нь хүчтэй нэмэгддэг. Эдгээр системүүд нь кВ-ын хүчдэл см тутамд дор хаяж 15 кВ-ыг тэсвэрлэх чадвартай материал шаарддаг, учир нь цахилгаан орны хүч хамаагүй хүчтэй болдог. HVDC-тэй ажиллах нь нэмэлтээр хэцүү байдаг. Цахилгаан орны тархалт нь туйлшралын хамааралтайгаар тодорхойлогддог бөгөөд эдгээр системүүд нь бусадтай харьцуулахад гадаргуугийн бохирдлыг илүү хурдан цуглуулдаг. Энэ бохирдлын асуудал нь материалын хугацаа хэтэрч элэгдэх процессыг хурдасгаж, хугацаа өнгөрөх тутам нэмэлт урсгалын гүйдлийг нэмэгдүүлдэг. Ихэнх инженерчлэлийн байгууллагууд системийн ердийн ажиллагааны хэмжээнээс 20-30 хувийн нэмэлт багтаамжийг аюулгүй байдлын зорилгоор төсөөлдөг бөгөөд энэ нь цахилгааны хүчдэлийн түр зуурын сарнилтын үед тусгай аюулгүй байдлыг хангана. Жишээлбэл, UHV изоляторуудыг ихэвчлэн 1800кВ хүртэлх хүчдэлд нэг минутын турш тэсвэрлэж чадах эсэхийг шалгах зорилгоор хатуу туршилтад хамруулдаг. Одоогийн үед ихэнх компаниуд HVDC ажилд нийлмэл полимер изоляторуудыг ашиглаж эхэлсэн бөгөөд эдгээр нь гадаргуу дээр цахилгаан орныг илүү жигд тарааж, бохирдол болон бохирдлын шалтгаантай цахилгааны нүүрэлдээнийг устгах чадвар нь уламжлалт хувилбаруудаас илүү сайн байдаг.

Механик ачааллын багтаамж: Салхины, хөлдөөсний, таталтын болон газрын налуу байдлын сорилтод тэсвэртэй байх

Хүнд орчинд найдвартай ажиллахын тулд механик ажиллагаа нь маш чухал. Өндөр хүчдэлийн суурин дамжуулагчид дараах зүйлсийг даах чадвартай байх ёстой:

• Салхи ба хөлдөөсний ачаалал : Хөлдөөс цуглах бүсэд байгаа 345 кВ шугамын хувьд 70 кН-ээс давсан хажуу хүчийн эсэргүүцэл
• Дамжуулагчийн таталт : Шугамын гэмтэл эсвэл экстремаль цаг агаарын үед цахилгаан таслалт гарахаас сэргийлэхийн тулд 120 кН-ээс их таталтын бат бөх чанар
• Газар хөдлөлт ба газрын гадаргын стресс : Газар хөдлөх бүсэд хэлбэлзлийн зохистой төхөөрөмжийг ашиглах ба уулархаг эсвэл нээлттэй газар нутагт галлопингийн (galloping) эсрэг загварыг хэрэглэх
  Нийлмэл изоляторууд нь 40 МPа-ийн ойролцоо байдаг порцеланы харьцуулахад 500 МPа-аас дээш таталтын хүч чадал өгдөг бөгөөд силикон шугамын бүрхүүл нь мөс шидэх чадварыг сайжруулдаг. Тэнгисийн эрэг дээр изоляторууд нь давсны шалтгаант гажигийг эсэргүүцэхийн тулд 25-30 мм/кВ-ийн гулсах зай, мөн усны эсэргүүцэл шаарддаг. IEC 61109 болон ANSI C29.11 стандартын шаардлагад нийцсэн байдал нь бодит нөхцөлд механик, цахилгаан ажиллагааг хангаж, итгэлтэй үйлчилгээг хэдэн арван жилэд сунгадаг.

Хатуу нөхцөлд орчин үеийн эсэргүүцэл болон урт хугацааны найдвартай байдлыг үнэлэх

Тэнгисийн эрэг, үйлдвэрлэл, цхаргазрын климат дахь гулсах зай болон бохирдлын үзүүлэлт

Изоляторын ажиллах чадвар болон үргэлжлэх хугацаа нь ихэвчлэн тэдгээрийн орчны нөхцөлөөс хамаардаг. Хурц урт гэдэг нь хоёр электродын хоорондох изоляторын гадаргуугийн дагуух жинхэнэ хамгийн богино зам бөгөөд өндөр бохирдолтой байдалтай газруудад энэ зайг тохируулах шаардлагатай, учир нь ингэснээр аюултай цахилгаан сарнилтыг сэргийлнэ. Тав тэнгис орчим нь давс удаан хугацаанд хуримтлагдаж гадаргууд дамжуулах давхарга үүсгэдэг тул тусгай асуудал өртөдөг. Иймээс одоогоор олон үйлдвэрлэгчид чийг, бохирдлыг чухал бүрэлдэхүүн хэсгээс хол байлгахад маш сайн ажилладаг гидрофобик силикон резинэн нийлмэл материал руу эргэж байна. Ингэснээр бид бүгд хамгийн багасгахыг хүсдэг урсгалын гэмтлийг багасгадаг. Үйлдвэрлэлийн бүс нутагт изоляторууд хүхрийн нэгдэл, шорооны нунтаг зэрэг химийн бохирдуулагч бодисуудаар байнга бөмбөгдөх тул өөр шинэ асуудал тулгардаг. Эдгээр бодисууд чийгтэй үед дамжуулах зам үүсгэх tend байдаг ч гэсэн ирмэгтэй загварын дизайнууд мөн тогтмол цэвэрлэх арга замууд энэ асуудлыг шийдвэрлэхэд их тус болдог. Цөл нь материалуудыг тасралтгүй элээдэг, харин хүчтэй УВ цацраг нэмэлтээр задалдаг тул өөрийн онцлог хэцүү байдалтай. Судалгааны дагуу баталгаажсан шил нь улам бүр хатуу нөхцөл байдлыг устгахад уламжлалт порцеланы авлагаас ойролцоогоор 30 хувиар илүү сайн даах байдаг. Бохирдсон орчинд зөв ажиллахыг хангахын тулд инженерүүд чийгшил өндөр үед дулааны удирдлагагүй байдлыг сэргийлэхийн тулд урсгалын гэмтлийг нягтлан хянаж, 50 мА-аас доош байлгахыг зорьдог. Шалгалтын аргачлал нь хамгийн хүйтэн -40 хэмээс +80 хэм хүртэлх температурын хэлбэлзлийг хэдэн арван жилийн турш туршилтаар имитаци хийж, материалын найдвартай байдлын талаар үйлдвэрлэгчдэд итгэл өгдөг. Мөн тийм изоляторууд суурилуулах газраас хамааран зөвлөж буй хурц уртын зай өөрчлөгддөг.

Уур амьсгалд тохируулсан изоляторын хэлбэр сонгох нь гадаргуугийн эсэргүүцэл, ус түлхэх чанар, өөрөө цэвэрлэх чадварыг тэнцвэржүүлж, 25+ жилийн турш найдвартай ажиллах боломжийг бүрдүүлдэг.

Хүчдэл ба хэрэглээнд суурилсан сонголтын хүрээг хэрэглэ

33 кВ-345 кВ AC болон UHV/HVDC-ийн хувьд изоляторыг сонгох: дамжуулах хэлхээний байршил, кВ тутамд ногдох нэгж, найдвартай ажиллалтын стандарт

Зөв изоляторыг сонгох нь ихэвчлэн ямар хүчдэлийн түвшинд ажиллах, талбайд хэрхэн ашиглахасаа шууд хамаарна. 33 кВ-оос 345 кВ хүртэлх хувьсах гүйдлийн системд ажиллах үед боодлын бүтэц уян хатан байх ёстой бөгөөд бохирдол цуграхаас сайн хамгаалагдсан байх шаардлагатай. Ихэвчлэн экологийн нөхцөл хэт элэгсэг биш байх бүсэд 100 кВ тутамд 8-10 ширхэг порцелан эсвэл шилэн элемент хангалттай ажилладаг. Гэхдээ маш өндөр хүчдэл (UHV) болон өндөр хүчдэлтэй тогтмол гүйдлийн (HVDC) системд шилжих үед нөхцөл байдлын өөрчлөлт гардаг. Ийм суурилуулга нь илүү бат бөх зүйл шаарддаг бөгөөд ихэвчлэн 25 мм/кВ-аас дээш гулсаж урсах зайтай, бохирдол цуграхаас илүү сайн хамгаалах чадвартай нийлмэл полимер изоляторыг ашигладаг. Мөн ийм системүүдэд хүчтэй цахилгаан орныг зөв удирдахын тулд ижил хувьсах гүйдлийн системтэй харьцуулахад ойролцоогоор 1.5 дахин илүү олон изоляторын нэгж шаардагддаг. Эдгээр системийн найдвартай байдалд тавигдах шаардлага мөн л хатуу бөгөөд ихэнх UHV төслүүд жилийн 0.05%-аас бага алдагдлыг зорьдог. Түүнчлэн механик бат бөх чанарыг ч анхаарах шаардлагатай, ялангуяа хүнд хөлмөг, хүчтэй салхиар өвчинд өртөх бүсүүдэд изоляторууд 50 кН-аас дээш статик татах хүчний ачаалалд өртдөг. Мэргэжлийн хүмүүс ихэвчлэн урсаж алдагдах зайны хувьд IEC 60383 стандарт, механик ачааллын хувьд ANSI C29 стандартын зааврын дагуу ажилладаг бөгөөд ингэснээр системийг урт хугацаанд тасралтгүй ажиллуулах, цахилгаан хангамжийн системийн тогтвортой байдлыг хангана.

Түгээмэл асуултууд