Цахилгаан шугамын зайгүйчлэгчдийн үүрэг юу вэ?

Дамжуулах системд зайгүйчлэгчийн үндсэн үйл функцийн үүрэг

Дамжуулагчийн хоорондох зайг хадгалах ба эгнээг зохицуулах

Зайгүйчлэгчид дамжуулагчийн хооронд тогтмол зайг хадгалж, салхины, мөсний эсвэл дулааны өргөлтийн улмаас үүсэх фаз хоорондын холболтоос сэргийлнэ – ийм хөдөлгөөн нөхцөл байдлаас хамааран 2 метрээс илүү болчихоорой (Цахилгаан Эрдэмтэн Судалгааны Хороо, 2020). Энэ тогтвортой байдал нь богино холболтыг бууруулж, дамжуулах шугамын сүлжээнд гэмтлийн улмаас үүсэх зогсолтыг 34% -иар бууруулдаг.

Механик ачааллыг тарааж, хүнд хүчийг бууруулах

Завсрын зүйлс нь дамжуулагчийн жин, салхи, температурын өөрчлөлтөөс үүдэлтэй динамик механик ачааллыг олон цэгт тараан хуваарилдаг. Энэ нь тус бүрт ислаторын хэвхэнд учруулах ачааллыг 40–60%-иар бууруулж, тэнцвэргүй чангарлын улмаас тулгуур барилга унах эрсдэлийг багасгадаг бөгөөд жил бүрд цахилгаан шугамын 19% уналтад энэ нөлөөлдөг (IEEE Тайлан, 2023).

Системийн найдвартай байдлыг сайжруулах, үйл ажиллагааны үзүүлэлтийг дээшлүүлэх

Өндөр хүчдэлийн шугамд багц дамжуулагчийн байршилд дэмжлэг үзүүлэх

400 кВ-аас дээш системд 2–8 цахилгаан дамжуулагч утаснуудыг хослуулан хэрэглэх буюу багцлан татаж, хоорондын зайг 30–50 см байлгахын тулд зайгургуур хэрэгтэй болдог. Энэ дизайн нь ганц дамжуулагч ашигласантай харьцуулахад короны алдагдлыг 58%-иар бууруулдаг (CIGRE, 2021). Зайнд орших зайгургуурууд урт дахин давтамжийн хэлбэлзлийг багасгаж, 300 км-с илүү зайнд тээврийн найдвартай байдлыг сайжруулдаг.

Зайгургуурын төрлүүд: Полимер, металл, найрмал материал

Полимер зайгургуур: Хөнгөн жинтэй, цахилгаан тусгаарлагч чанартай, орчны нөхцөлд тэсвэртэй

Полимерийн зайгүйцэл нь сайн цахилгаан тусгаарлах чадвартай, хугацаа өнгөрөх тутамд исэлдэж задрахгүй тул өнөөгийн суурилуулалтад ердийн болсон. Эдгээр материалын жин нь металлтай харьцуулахад ойролцоогоор 30-50 хувиар бага байдаг тул цамхаг зэрэг дэмжих бүтэцтэй харьцуулахад ачаалал бага байдаг. Цахилгаан дамжуулдаггүй тул аюултай цахилгаан нум гарах эрсдэл байхгүй. Шинэчилсэн хувилбарууд нь хасах 40 градусаас эхлээд нэмэх 120 градус Цельсийн хоорондох экстрем хэмийн нөхцөлд тэсвэртэй бөгөөд цацрагийн (UV) хоригдолтод ч сайн тэсвэртэй. 2024 онд Torque News-ийн саяхан гаргасан мэдээний дагуу эдгээр полимерийн деталиуд хатангийн тав тэнгисийн хүнд нөхцөлд 15 жил байршихад анхны диэлектрик хүч чадварын ойролцоогоор 95%-ийг хадгалж чаддаг.

Металл зайгүйцэл: Бүтцийн хүч vs Цахилгаан дамжуулах эрсдэл

Металл зайлуулагчид нь полимерийн оронд хэрэглэх боломжтой бусад материалынхаа 4-8 дахин илүү механик хүчтэй байдаг тул дамжуулагч уналт үүсгэх магадлалтай салхины хүчтэй цэвдэг газруудад эдгээр деталийг ашиглахад тохиромжтой. Ихэвчлэн сул хүчдэлийн системд, сайн цахилгаан тусгаарлах чанартайгаар тохиолддог ба шинэчилэгдсэн хувилбарууд нь цагаан тугал, гангаар хийгдсэн бөгөөд хуурай бүс нутагт суурилуулахад 25 жилийн турш хангамжийн хугацаагаа давуулан үргэлжлэхийг хангах зориулалтаар онцгой хамгаалалтын давхаргатай байдаг. Гэсэн хэдий ч тэдний цахилгаан дамжуулах чанар нь суурилуулах үед инженерүүд ирээдүйд гарч болох цахилгааны богино холболтыг сэргийлэхийн тулд их анхааралтай байх шаардлагатай.

Нийлмэл зайлуулагч: Бат бөх чанар ба цахилгаан тусгаарлалтыг нэгтгэсэн

Нийлмэл зайны материал нь полимерийн смолыг шилэн ширмээр эсвэл керамик баталгаатай хольж, цахилгаан тусгаарлах чадвар болон механик тэсвэрт чадлыг тэнцвэржүүлдэг. Эдгээр нь 20 кН хүртэлх сунгалтын ачааллыг тэсвэрлэх бөгөөд ойролцоох гүйдлийг саатуулдаг бөгөөд 400 кВ-аас дээш шугамд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Талбайн туршилтууд нь металллаг дизайнтай харьцуулахад хэлхээний хөдөлгөөнөөс үүдэлтэй гэмтлийг 73%-иар бууруулдаг байна.

Цаг агаар, суурилуулалтын орчны үндсэн дээр материалыг сонгох

Инженерчлэл нь идэвхжүүлэгч далайн хязгаарт полимерийн зайны материалыг, хүнд хөлмийн бүс нутагт металлыг (цахилгаан тусгаарлалтын аюулгүй байдлын арга хэмжээтэй), экстремаль температурын хэлбэлзэл бүхий орчинд нийлмэл материалыг сонгодог. Жил бүрийн шалгалт нь бүс нутгийн цаг агаарын загварын дагуу материаль гажилтыг цаг алдалгүй илрүүлэхэд чиглэгддэг.

Аюулгүй байдал ба Цахилгаан Ажиллагаа: Нум гарснаас болон Салгалтаас Сэргийлэх

Зөв Завсар Үүсгэгчийг Ашиглан Цахилгааны Нум, Богино Холболтоос Сэргийлэх

Завсар үүсгэгчид дамжуулагчдын хооронд 150–300 мм-ийн шаардлагатай агаарын зайг хадгалж, хүчтэй салхи эсвэл дулааны халалтын үед хоорондоо хүрэлцэхээс сэргийлдэг. Энэ нь завсар үүсгэгчгүй байгууламжтай харьцуулахад богино холболтын эрсдэлийг 62% бууруулдаг. Гэмтэл, бохирдлын ерөнхий шалгах нь цахилгааны нумын улмаас гарч буй торын гэмтлийн 34%-д нөлөөлдөг гол шалтгаануудыг шийдвэрлэдэг.

Короны Цахилгаан Шаталт ба Цахилгаан Соронзон Салгалтыг Хянах

Ховилтой гадаргуутай полимер завсар үүсгэгч нь гладкий металлын төрлөөс 40% илүү үр дүнтэйгээр короны цахилгаан шаталтыг задалж, ойролцоох холбооны шугамд гарч буй цахилгаан соронзон салгалтыг (EMI) эрс бууруулдаг. 765 кВ-д хийсэн талын туршлагууд нь цацрагийн хувьд тохируулсан цахилгаан дамжуулах чадваргүй завсар үүсгэгч ашиглахад EMI-г 28 дБ-р бууруулдагийг харуулсан.

Завсар Үүсгэгчийн Хэрэглээг Изоляци Буюу Тусгаарлалтын Координацитай Тэнцвэртэй Байлгах

Завсар үүсгэгчид аюулгүй байдлыг сайжруулдаг ч, изоляцийн элэгдлийг нөхөх үүрэг гүйцэтгэх ёсгүй. Хамгийн сайн арга замууд:

• Жил бүр дамжуулах чадварын эсэргүүцлийг шалгах (зорилго: >1,000 МΩ/км)
• Завсардагчийн хоорондох "халуун цэгүүдийг" илрүүлэхийн тулд инфра улаан туяаны термографи ашиглах
• Дээд түвшингээс 15–20% илүү аюулгүй байдлын заасны дагуу зайг баталгаажуулах

Сүлжээний аюулгүй байдал болон гэмтэл бууруулахад завсардагчдын статистик нөлөө

2023 оны салбарын шинжилгээний дагуу 48,000 км урттай дамжуулах шугамын өгөгдөлд суурилан, завсардагчтай системүүд цаг агаарын нөхцөлд 57% бага гэмтэл, 41% бага изоляторын хэсгийг солих шаардлагатай болдог. Завсардагчийн байдалд хяналт тавьсан урьдчилан сэргийлэх засварын стратегийг өндөр эрсдэлтэй хорид ашигласнаар цахилгаан нумны дэлбэрэлтийн тохиолдол 33%-иар буурсан.

Цахилгаан системд завсардагчдын бусад инженерийн давуу талууд

Хэлбэлзэл бууруулах ба дамжуулагчийн далайн хөдөлгөөнийг саатуулах

Завсардагчид саад болох аеолийн хэлбэлзлүүдийг саад болох салхинаас, динамик стрессийг 30–60% бууруулдаг (IEEE Power Studies, 2023). Хослуулсан дамжуулагчид дээр тэд хоорондоо цахилгаан дамжуулах шугамын урт хэрчмийн хоёр төгсгөлд гарч буй том далайцтай хэлбэлзэл — цаг агаарын нөхцөлд 12% -ийг эзлэх том хэмжээний хэлбэлзэл юм. Стратегийн байршил нь энергийг дахин тарааж, тоноглолын бүтцийг хамгаалдаг механик зангилаа үүсгэдэг.

Динамик ажиллагааны нөхцөлд дулааны халалтаас үүдэлтэй өргөлтийг тооцож байгуулалт хийх

Уян харимхай элементтэй найрмал зайны материал -40°C-оос 80°C хүртэлх температурын өөрчлөлтийг шингээж, ачааллын өөрчлөлттэй үед дамжуулагчийн тогтвортой геометрийг хадгалдаг. Энэ нь 400 кВ шугамд суналтын өөрчлөлтийг 15 см-ээс их болохоос сэргийлдэг бөгөөд иймд ургамалд хүрэх, гэмтэл үүсэхээс урьдчилан сэргийлдэг.

Механик ачааллыг бууруулах замаар цахилгаан тусгаарлагчийн амьдралын хугацааг сунгах

Зайн материалынууд нь тусгаарлагчийн хугарах хүчийг чиглүүлэх замаар порцелан элементүүд дээрх стрессийг 27%-иар бууруулдаг (EPRI-ийн Механик ачаалалын тайлан). Талбайн мэдээллээр өндөр хүчдэлийн төгсгөлийн байгууламжид зайн материал ашигласнаар тусгаарлагчийн солилтоос 20% бууралт гарч байна.

Шинэ гарч буй чиг хандлага: Интеграцит сенсортой оюунлаг зайн материал

Дараагийн үеийн зайг хадгалагчид нь IoT-тэй ачааллын гажилтын гэрийн байрыг болон температурын мэдрэгчдийг суулгасан бөгөөд бодит цагт ачааллын болон байдлын өгөгдлийг илгээдэг. Туршилтын хөтөлбөрүүд эдгээр төхөөрөмжүүд нь шийдвэрчигдэх заагийг давахаас 8–12 цагийн өмнө тохиолдох гар утасны гэмтлийн 73%-ийг урьдчилан таамагладаг болохыг харуулсан.

Шугам дэхь зайг хадгалагчдын хэрэглээ, дэд станц, хувиргаачид

Урт зайд дамжуулах зориулалттай хослуурт дамжуулагчдах зайг хадгалагчийн ашиглалт

Зайг хадгалагчид нь өндөр хүчдэлтэй хослуурт дамжуулагчдах зайг хадгалж, дэд дамжуулагчид хооронд хоорондоо хүрэхээс сэргийлж, цахилгаан энергийн алдагдлыг бууруулдаг. 2023 оны Торны Тогтвортой Байдал судалгааны мэдээллээр 230 кВ-с дээш хүчдэлтэй шугамуудад зөв зайг хадгалагч суурилуулах нь хэтэрхий салхины үед гэмтлийн түвшинг 28%-иар бууруулдаг.

Дэд станцын шинэ тэжээлийн шугам ба түлхүүрт төхөөрөмжид зориулсан загварын тохируулгууд

Трансформаторын байрлалын зайны хэмжээ нь агаарт дамжуулах шугамынхаас илүү өндөр цахилгаан соронзон хүч ба дулааны горимыг тэвчих чадвартай байхаар зохион бүтээгддэг. Нягтруулсан материалтай загварууд нь шугамын системд ачаалал тэгш бус тархах асуудлыг шийдвэрлэх болон давсны коррозийн эсрэг тэсвэртэй байдаг бөгөөд 100 МΩ-аас дээш цахилгааны суналтын эсэргүүцэл хадгалдаг нь хуучирсан элсэн цахилгаан станцыг сайжруулахад чухал сайжруулалт юм.

Трансформаторын изолятор ба чухал холболтууд дахь тусгайлан зориулалтын зайнууд

Трансформаторын изолятор дахь нарийвчлалтай зай нь тусгаарлалтын давхаргууд ба дамжуулагч төвийн хооронд тойрог хэлбэрээр тэгш хэмийг хангаж, тосны бохирдлын замыг хааж, диэлектрик хугарлыг саатуулдаг бөгөөд энэ нь трансформаторын 19% гэмтлийн шалтгаан болдог. Цахилгааны ачааллыг тэгшитгэх давхаргатай цахиур-резинэн зайнууд зэрэг шинэчлэл нь ачаалал ихтэй хотын трансформаторын байрлалуудад үйлчилгээний зайг 40%-иар уртасгасан.

Түгээмэл асуултууд

Цахилгаан дамжуулах системд зайнуудын үндсэн үүрэг юу вэ?
Завсарын хэрэгслүүд нь дамжуулагчийн зай, байрлалыг хадгалж, механик ачааллыг тараах, системийн найдвартай байдлыг сайжруулах, мөн олон дамжуулагчийн багцын байгууламжийг дэмждэг.

Завсарын хэрэгслүүд цахилгааны асуудлыг хэрхэн саатуулдаг вэ?
Завсарын хэрэгслүүд дамжуулагчийн хоорондох шаардлагатай агаарын зайг хадгалж, цахилгааны нум болон богино залгаасыг саатуулж, гэмтлийн эрсдэлийг бууруулдаг.

Цохны завсарын хэрэгслээс илүү полимерийн завсрыг яагаад сонгох вэ?
Полимерийн завсарын хэрэгслүүд онцгой цахилгааны тусгаарлалт ба орчны нөхцөлд тэсвэрт чанартай байдаг тул металлын завсраас үүсч болох цахилгааны нумын эрсдэлгүйгээр коррозитой орчинд тохиромжтой.

Оюунлаг завсарын хэрэгслүүдийг ашиглах ямар давуу талтай вэ?
Оюунлаг завсарын хэрэгслүүд бодит цагт байдлыг хянах зориулалттай мэдрэгчидийг суулгасан бөгөөд тоног төхөөрөмжийн гэмтлийг урьдчилан таамаглах, засвар үйлчилгээний стратегийг сайжруулахад тусалдаг.