Цахилгааны систем дэх суурьлуулагчийн гол хэрэглээ нь юу вэ?

Цахилгааны систем дэх суурьлуулагчийн үндсэн үүрэг болон шинж чанар

Цахилгааны систем дэх цахилгаан суурьлуулагчийн үйл ажиллагаа болон зориулалт

Цахилгааныг тусгаарлаж байгаа хэсгүүд нь идэвхтэй хэсгүүд болон газарлуулсан бүтцийн хооронд саад үүсгэх замаар чухал үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд энэ нь тоног төхөөрөмжийн гэмтэл үүсгэх болон аюултай нөхцөл бүрдүүлж болох цахилгааныг санамсаргүй гүйлтийг зогсоодог. Эдгээр материалын тусламжтайгаар 500 киловольтын хүчдэлээс дээш үед ч цахилгааныг тасралтгүй хангах боломжтой бөгөөд IEEE-ий 2021 оны стандартын дагуу километр тутамд 10 микроамперээс доош гүйдлийн алдагдлыг хянах боломжтой. Өнөөгийн цахилгааны сүлжээнд тэсвэртэй бөгөөд хүнд нөхцөл байдалд ажиллах чадвартай тусгаарлах материалын хэрэгцээ байсаар байна. Тасархай хөлдөө, бохир боловсруулах нь жинхэнэ асуудал бөгөөд эдгээр хүчин зүйлс нь тухайн бүс нутагт гадаргуугийн эсэргүүцлийг 2022 онд CIGRE-ээр хэвлэгдсэн судалгаагаар хагасаас гуравны хавир хүртэл бууруулж болох юм.

Үндсэн тусгаарлагчийн шинж чанар: Цахилгаан эсэргүүцэл, диэлектрик хүч, механик болон тэсвэрт чанар

Гурван чухал шинж чанар нь тусгаарлагчийн ажиллагааг тодорхойлдог:

1. Резистивити : Цахилгаан эсэргүүцэл: Бат бөх бишлэг хүчилтөөр хийсэн эд ангиуд нь 25°C температурт 1×10¹³ Ω·cm-с дээшх бүтэн эсэргүүцэл үзүүлдэг.
2. Диэлектрик хүч : Полимер нийлмэл материалыуд нь задрал болох хүртлээ 30 кВ/мм хүртэлх цахилгаан орныг дааж чаддаг.
3. Механик ачааллын багтаамж : Охидлын изоляторын хэлхээ нь 160 кН-с дээшхи вертикаль ачааллыг 0.5%-иас бага деформацтайгаар дэмждэг.

Цикл ачаалал үед церамик изоляторууд нь полимер төрлөөс 30-40% илүү цацах эсэргүүцэл үзүүлдэг боловч орчин үеийн нийлмэл материалын изоляторууд бохирдолтой, чийглэг орчинд илүү сайн цахилгаан сарнилтын гадаад тогтоц өгдөг (EPRI Grid Report 2023).

Дээд хүчдэлийн шугамд суурилсан дүүжин изоляторууд

Урт нөхцөл байдлаар татсан шугамын дамжуулагчдыг дэмжих

Дамжуулах шугамын дээд талын цахилгаан дамжуулах урт хугацаатай системд дамнуурын изоляторууд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Эдгээр хэсгүүд нь цахилгаан изоляцийн шинж чанарыг хадгалж байгаа нөхцөлд их механик стрессыг 70 кН-аас дээш хүчийг даах ёстой. Дамнуурын дутагдлын үед дамжуулагчид тулгуурын баганатай шүргэлцэж болох бөгөөд энэ нь багануудын хоорондох урт завсар дахь хэлбэлзлийг онц эмзэг болгодог. Завсрын гулзмай нийт завсрын уртын 3%-иас бага байх ёстой бөгөөд ингэснээр аюултай цахилгаан сарнилтыг саатуулна. Олон улсын хүчдэлийн шаардлага (1,100 кВ AC хүртэл) болон орчны бохирдол зэрэг хүчин зүйлсээс хамааран гулзмай зайг тохируулах боломжийг олгодог модуль хэлтсийн бүрдлээр ихэнх орчин үеийн загварууд загварчлагддаг. 2024 оны өндөр хүчдэлийн изоляторын тайлангийн сүүлийн үеийн зах зээлийн явцад дундажаар жилдээ 12%-иар өсөж буй мэдээлэл гарч ирсэн бөгөөд энэ нь томоохон хэмжээний хүчдэлийн гэйр дамжуулалтын холболтын замуудад зориулан онцгойлан бүтээгдсэн дамнуурын изоляторуудын эрэлт өсөж буйг харуулж байна.

Итгэл үнэмшилтэй байдлыг хангахын тулд утасны тохируулга, загварчлалт зохион бүтээх

Цахилгаан тусгаарлагчийн уртыг тодорхойлохын тулд инженерүүд дараах тооцоог хийдэг: нэгжийн тоо нь системийн хүчдэлийг аюулгүй байдлын коэффициентоор үржүүлж, диск тутмын тэсвэрлэх хүчдэлээр хуваасан утгатай тэнцүү байдаг. Ихэнх цахилгаан шугам нь 230 кВ системд дунджаар 8 дисктэй байдаг ч, 765 кВ-ын өндөр хүчдэлийн дамжуулалтын шугам нь хоорондоо холбогдсон 24 тусгаарлагч хэрэглэх шаардлагатай байдаг. Цэнэгийн тархалтыг илүү жигд болгох градуслаг чулуудыг нэмэх нь чухал нөлөө үзүүлдэг. Эдгээр цагираг нь цахилгаан оронг тусгаарлагчийн дагуу илүү жигд тархуулж, тухайн цаг агаарын чийглэг их байх үед корона цэнэгийн ихсэлтийг бууруулдаг. Сенсорын технологи энэ үед тусгаарлагчийн стандарт загваруудад нэмэгдэж байгаа нь ажиглагдаж байна. Компаниуд механик хүчтэй холбоотой ±2%-ийн нарийвчлалтай хэмжилт хийх болон хураагийн гүйдлийг хэмжих төхөөрөмжүүдийг тусгаарлагчид нь суурьлуулж эхэлсэн. Ийм хяналт нь ажлын операторуудад ердийн шалгалт хийх үед асуудал гарахаас өмнөх боломжит эрсдлийг илрүүлэх боломж олгодог.

Орчин үеийн торанд композит ба полимер дамжуулагчийн давуу тал

• Жингийн бууралт : Цайны аягаас 60% хөнгөн байдаг тул байгууламжийн хүчлэг багасдаг
• Бохирдолд тэсвэртэй : Силикны резинэн шүд нь давс, бохирдолыг цуглуулахаас хамгаалдаг тул далайн эрэг орчмын бүсэд тохиромжтой
• Усны хориглох гадаргуу : Өөрийгөө цэвэрлэх чанар нь цахилгаанын цахилгаанын хэмжээнээс 70% багасгаж өгдөг
• Амт хурдлагын : Полимер матрикс нь аэолийн хэлбэлзлийг шингээдэг тул дамжуулагчийн амьдралыг 15-20 жилээр сунгаж өгдөг

Дэд батарейн төрлүүд болон дэмжлэг үзүүлэх дамжуулагчид

Шугамын шугам, хэлхээний таслагч, хатуу дамжуулагчийн дэмжлэг үзүүлэх системд ач холбогдолтой хэрэглээ

Баганын изоляторууд нь дэд батарейн орчинд цахилгааныг агуулж байрлах бүтцийн дэмжлэг үзүүлдэг. Эдгээр деталиуд нь трансформаторуудыг хэлхээний таслагчтай холбоход ашигладаг хатуу шинээр холбогдсон шугамыг барьж байгаа бөгөөд цахилгаан дамжуулах хэсгүүдийн хооронд шаардлагатай завсар орхидог бөгөөд энэ нь цахилгааны далайц ихсэх үед аюултай цэнэгийн шок үүсэхээс сэргийлдэг. Ихэнх 500 кВ хүртэлх өндөр хүчдэлийн суурилуулалт нь тус бүрдээ дөрвөн зуун ампер хүртэлх тогтвортой гүйдлийг удаан хугацаанд дамжуулж чаддаг бөгөөд хэт халалтын шинж тэмдэггүйгээр ажилладаг орчин үеийн баганын изоляторууд нь түүхэн церамикаас эсвэл шинэ полимерийн нэгдлээс хийгдсэн байна. Материалын сонголт нь ихэвчлэн орчны агаарын нөхцөл болон тухайн бүс нутгийн техникийн үйлчилгээний дурлалд хамааралтай байдаг.

Дэд батарейн байрнаас механик ачаалал болон орчны стрессыг удирдах

Эдгээр дамжуулагчийн эсэргүүцэл нь экстремал далайн салхины хурд (>150 км/ц) болон -40°C-аас +80°C хүртэлх температурын хэлбэлзэлд тэсвэртэй байдаг. Хөрш далайн орчинд байрлуулсан тогтвортой байдлын тулд композит полимерийн загварууд нь илүү өргөн ашиглагддаг бөгөөд, энэ нь коррозийн эсрэг сайн тэсвэртэй байдаг. Цахиурын эсрэг ганцаарчилагчтай харьцуулахад цахиурын тосонд суулгасан давирхайг 72%-иар бууруулдаг. Орчны өөрчлөлтөөс хамааран тодорхой загварын онцлог шаардлагууд нь өөр өөр байдаг:

Цахиур vs. Силикон утас: Ажиллагааны үзүүлэлт ба үйлчилгээний харьцуулалт

Хэдийгээр порцеланы цахилгаан тусгаарлалтын бат бөх чанар нь 30-40 кВ/см байгаа ч, силикон каучукаар хийсэн найрмал материалын дараах давуу талууд байдаг:

• 45%-иар бага жинтэй тул ашиглах, суурилуулах нь хялбар
• Гурван дахин их хугалах тэсвэр
• Усныг түлхэх чанар, өөрөө цэвэрлэгдэх гадаргуу

2022 оны CIGRE-ийн судалгаагаар бохирдсон нөхцөлд полимерийн тусгаарлагч нь порцеланы тусгаарлагчтай харьцуулахад 60%-иар бага үйлчилгээ шаарддаг. Гэвч уламжлалт порцеланы тусгаарлагчийг маш өндөр хүчдэлийн (800 кВ-аас дээш) төхөөрөмжинд ашиглах нь илүү тохиромжтой байдаг. Учир нь түүний термал тэлэлтийн үзүүлэлт тогтвортой байдаг.

Төгсгөлийн болон өндөр таталтын суурилуулалтанд зориулсан хүчний тусгаарлагч

Шугамын төгсгөл, замын гэнэтийн чиглэлийн өөрчлөлтөнд дамжуулагчийг бэхлэх

Хүчний тусгаарлагчид дамжуулагчийг шугамын төгсгөл, чиглэлийн гэнэтийн өөрчлөлтөнд бэхэлж, 50 кН-аас дээш таталтын хүчийг дааж, цахилгаан гэмтэл үүсэхээс сэргийлдэг. Орчин үеийн найрмал төрлийн тусгаарлагч нь порцеланы тусгаарлагчтай харьцуулахад жингээрээ 40%-иар хөнгөн бөгөөд 150 кВ/м-аас дээш цахилгаан тусгаарлалтын бат бөх чанарыг хадгалдаг тул хотын орчинд суурилуулах төгсгөлийн туйлуудад маш сайн тохирдог.

Хүнд нөхцөл байдал дэх хэрэглээ: голын гатлалт, уулын бүс нутаг

Хүнд нөхцөл байдалтай газар, жишээлбэл уулын сувилга, голын хотгор дээр цахилгаан шугамыг хамгаалахад хүчний изоляторууд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Эдгээр изоляторууд нь маш их хүйтэн, хүчтэй салхи, газар хөдлөлт зэрэг аюулд өртдөг. Өнгөрсөн жил нийтлэгдсэн судалгаагаар, полимерийн изоляторууд далайн эрэг дэх бүс нутагт үйлчилгээний тасралтыг хуучин эш хувийн изоляторуудтай харьцуулахад ойролцоогоор хоёр гуравын нь бууруулж байна. Судалж байгаа зах зээлийн дүрэм ёсоор, дэлхийн изоляторын салбар хурдацтай өсч байгаа бөгөөд сүүлийн таамаглалаар одоо 2 тэрбум ам.долларын хэмжээнд хүрчээ. Энэ өсөлт нь орчны стрессийн хүчин зүйлсийг даах чадвартай, түүнчлэн холимог бүрэлдэхүүн хуримтлалыг эсэргүүцэх чадвартай материалуудын эрэлт ихсэж байгаатай холбоотой бөгөөд энэ нь хол уур амьсгалын нөхцөл бүхий буюу хол хоршоо бүсэд байрлах инфраструктурт онцгой ач холбогдолтой юм.

Олон нэгжтэй хүчний цуглуулгын ачааллын тархалт ба бүтцийн бат бөх байдал

Олон дисктэй таталтын загвар нь механик даралтыг олон нэгж дээр тэгш хуваарилдаг тул системийн бүх хэсэг нь хугацаагаар элэгдэж эхэлсэн ч ажиллах чадвараа хадгалж байдаг. Саяхан гарсан шинэчлэлүүдэд волокноор бэхжүүлсэн цөм багтдаг бөгөөд энэ нь традицион гангаар бэхжүүлсэн хувилбаруудтай харьцуулахад ачаа даах чадварыг ойролцоогоор 30 хувь нэмэгдүүлдэг. Тестийн үр дүнгээс эдгээр системүүд маш их хүчтэй нөхцөлд ч найдвартай ажилладагийг харуулжээ. Тэдгээ нь 765 киловольтын цахилгааны стрессыг, метр тутамд 15 килоньютон хүрэх механик ачааг зэрэг даадаг. Энэ нь урт зайд цахилгаан дамжуулах шугамын холболтуудад туршилт амжилтгүй болох боломжгүй тохиолдолд тэдгээрийг онцгой эрчим хүчний салбарт чухал ач холбогдолтой болгож байна.

Трансформатор ба шитчгарын бушинг: Тусгай зориулалтын изоляторын хэрэглээ

Трансформаторын изоляци болон цахилгааны бүрэн байдал дахь бушингийн үүрэг

Өндөр хүчдэлийн бушинг нь цахилгаан дамжуулагчтай холбоотой трансформаторын зүүнүүдийн хооронд чухал холболтыг хангаж, өндөр хүчдэлтэй хэсгүүд болон газ руу шахсан савны хоорондох тусгаарлалтыг хадгалж байдаг. Сүүлийн судалгаагаар трансформаторын бүх асуудлын ойролцоогоор гуравны нэг нь тусгаарлалтын алдагдал эсвэл энгийн механик элэгдлээс үүдэн бушинг элэгдсэнээс үүддэг байна (Power System Reliability Report, 2023 онд энэ сонирхолтой мэдээллийг олжээ). Өнөөдөр үйлдвэрлэгчид цахилгааныг 500 киловольтын дээд түвшинд удирдах чадвартай, тосон цаасан дээр нэрхсэн шилдэг материалыг ашиглан бушинг үйлдвэрлэж эхэлсэн байна. Энэ сайжруулалт нь цахилгаан систем дээр ажилладаг инженерүүдэд их тулгардаг хэсэгчийн цахилгаан гүйдлийг бууруулдаг.

Өндөр хүчдэлийн бушинг дахь багтаамжийн ангилал болон цахилгаан орны удирдлага

Олон давхаргатай цагиргийн дундуур багтаамжийн ангилал нь цахилгаан орны тархалтыг оновчтой болгох бөгөөд хүчдэлийн төвлөрлийг бууруулдаг 40-60% хэвийн загварчлалтай харьцулахад. Энэ нь онцлог тулгамдсан асуудал юм 800 кВ+ систем -д цахилгаан изоляцийн тогтворгүй байдал нь цахилгаан гэмтлийг үүсгэж болзошгүй байдаг. Цахилгаан багтаамжийг нарийн тэнцүүлэх арга нь цахилгаан соронзон саадыг аюулгүй хязгаарт нь хүрэхэд тусалдаг бөгөөд энэ нь дамжуулагч ба тусгаарлагч давхаруудыг ээлжлэн хэрэглэх замаар хийгддэг.

Мазуттай хөндийгээс хуурай хэвийн эпоксид хөндий рүү шилжих нь: Итгэл үнэмшил ба аюулгүй байдал

Мазуттай хөндийгээс циклоалифатик эпоксид смолын хөндий ажиллагааны гол асуудлуудыг шийдвэрлэдэг:

• Гал түймрийн эрсдэл мазутийг ашиглахгүй болохоор 89%-иар буурч байгаа
• Сэргээх үйл ажиллагааны төвөгтэй байдал хуурай төрлийн нэгжүүд нь үзлэг шалгалтыг 75%-аар багасгасан байдаг
• Орчин үеийн бохирдол 2015 оноос хойш тосонгүйгээр зуух дизайнээр хориглосон

Талбайн мэдээлэл 15,000 суурилагдсан нэгжээс хуурай төрлийн бушингийн ажиллагаа нь 98.3% ажиллагааны итгэл үнэмшилтэй арван жилийн дараа тосонгүй аналогуудаас 22% өндөр байна.

Түгээмэл асуулт

Цахилгаан изоляторын цахилгаан системд ямар үүрэг гүйцэтгэдэг вэ?

Цахилгаан изоляторууд нь санамсаргүй цахилгаан гүйдлийг саатуулах, системийн бүрэн бүтэн байдлыг хангах, аюулгүй бөгөөд үр ашигтай ажиллагааг хангах зорилготой.

Цахилгаан изоляторын чухал шинж чанарууд юу вэ?

Цахилгааны изоляторын ажиллагааг тодорхойлох гол шинж чанаруудад цахилгаан эсэргүүцэл, диэлектрик хүч, механик ачаалалын багтаамж багтдаг.

Өндөр хүчдэлийн шугамд дамжуулагчийг дэмжих изолятор яагаад чухал вэ?

Дамжуулагчийг дэмжих изолятор нь агаарын дамжуулагчийг тулж барьж, механик хүчлийг удирдаж, урт нүхтэй дамжуулалтын системд цахилгаан изоляцийг хангана.

Нийлмэл дамжуулагчийг дэмжих изолятор юу гэсэн давуу талуудтай вэ?

Нийлмэл изолятор нь жин багатай, бохирдлын эсэргүүцэл сайтай, усны эсэргүүцэл бүхий гадаргуутай, хэлбэлзлийг шингээдэг тул орчин үеийн цахилгаан шугамд ашиглахад тохиромжтой.