Elektr tizimlarida izolyatorlarning asosiy dasturlari nimalardan iborat?

Elektr tizimlaridagi izolyatorlarning asosiy roli va xossalari

Elektr tizimlaridagi elektr izolyatorlarining funktsiyasi va maqsadi

Elektrik izolyatorlar o'tkazgich qismlar bilan yer osti konstruktsiyalari o'rtasida to'siq yaratish orqali halokatli elektr oqimini to'xtatish vazifasini bajaradi, bu esa elektr jihozlarining ishdan chiqishiga yoki xavfli vaziyatlarga sabab bo'lishi mumkin. Ushbu materiallar kuchlanish 500 kilovoltga yetib borishda ham elektr energiyasini silliq ishlashini saqlab turadi va 2021-yilgi IEEE standartlariga muvofiq, shovqinli quvvat oqimlarini 10 mikroamperga qadar kilometerda ushlab turadi. Bugungi kunda elektr tarmoqlari esa qiyin sharoitlarga chidamli izolyatsiya materiallariga ehtiyoj sezadi. Muzning yig'ilib qolishi hamda changning yig'ilishi ayniqsa sohil yaqinidagi hududlarda sirt qarshiligini 2022-yilda CIGRE tomonidan nashr etilgan tadqiqotga ko'ra taxminan yarmidan uchdan ikkiga qisqartirishi mumkin bo'lgan muhim muammolardir.

Asosiy izolyator xususiyatlari: Solishtirma qarshilik, dielektrik kuch, mexanik chidamlilik

Uchta asosiy xususiyat izolyator ishlashini belgilaydi:

1. Elektricheskoë soprotivlenie : Solishtirma qarshilik: Quvvatli shishalar kabi yuqori samarali materiallar 25°C haroratda 1×10¹³ Ω·cm dan yuqori hajm qarshiligiga erisha oladi.
2. Diyelektrik kuch : Polimer kompozitlar uzilishdan oldin 30 kV/mm gacha bo'lgan elektr maydonini chidasha oladi
3. Mexanik yuk ko'tarish qobiliyati : Ophanging insulyator zanjirlari 160 kN dan ortiq vertikal yuklarni 0,5% dan kam deformatsiya qilish bilan qo'llab-quvvatlaydi

Siklik yuklab berishda keramik insulyatorlar polimer turlariga qaraganda 30-40% yuqori pankturnaya qarshilik ko'rsatadi, lekin zamonaviy kompozitlar ifloslangan va nam havo sharoitida yuqori o'tkazuvchanlik xususiyatlarini taqdim etadi (EPRI Grid Hisoboti 2023).

Yuqori kuchlanishli uzatish liniyalari uchun ophanging insulyatorlar

Uzoq masofali uzatish tarmog'ida havo o'tkazgichlarini qo'llab-quvvatlash

O'zgazhtiruvchi izolyatorlar uzun masofali uzatish tizimlarida yuqori kuchlanishli liniyalarni ushlab turishda muhim rol o'ynaydi. Ushbu komponentlar mexanik kuchlanishlarga, ko'pincha 70 kN dan ortiq kuchga chidash hamda elektr izolyatsiya xususiyatlarini saqlab turishlari kerak. Ularsiz o'tkazgichlar tushunadigan minoralarga tekkan holda qoladi, bu ustunlar orasidagi uzun oraliqlarda ayniqsa muammo hosil qiladi. Bu oraliqlardagi o'ram 3% gacha bo'lishi kerak, aks holda xavfli elektr yoyi hosil bo'lishi mumkin. Zamonaviy loyihalar, ko'pincha, foydalanuvchi kompaniyalarning kuchlanish talablari (AC 1100 kV gacha yetib boradi) va atrof-muhitning ifloslanish darajasiga qarab yuzalar orasidagi masofani sozlash imkonini beruvchi modulli diskli tuzilishdan foydalanadi. 2024-yilgi Yuqori kuchlanishli izolyatorlar to'g'risidagi hisobot ma'lumotlariga ko'ra, mintaqalararo o'zgazhtiruvchi doimiy tok (HVDC) uzatish koridorlari uchun maxsus ishlab chiqilgan o'zgazhtiruvchi izolyatorlarga bo'lgan talab so'nggi yillarda yiliga o'rtacha 12% ga oshgan.

Ishonchlilik uchun maxsus sozlash va loyihalashni optimallashtirish

Izolyator zanjir uzunligini aniqlash uchun muhandislar quyidagi asosiy hisoblashdan foydalanadilar: birliklar soni tizim kuchlanishiga xavfsizlik omilini ko'paytirish va diskdagi chidamli kuchlanishga bo'lish orqali aniqlanadi. Ko'pincha, 230 kV tizimlar uchun liniyalarda taxminan 8 ta disk bo'ladi, lekin 765 kV li yuqori kuchlanishli uzatish liniyalari uchun 24 tagacha alohida izolyatorlarni zanjir qilish talab qilinadi. Shuningdek, gradusli halqalarni qo'shish ham muhim farq yaratadi. Bu halqalar elektr maydonini zanjir bo'ylab bir xil tarqatadi, bu esa namlik darajasi yuqori bo'lganda korona razryad muammosini kamaytiradi. Hozirgi kunda sensor texnologiyasi standart izolyator loyihalarining bir qismiga aylanayotgan tendentsiyani kuzatmoqdamiz. Kompaniyalar ham mexanik kuchlanishni ±2% gacha aniqlikda, ham esa quvurish toklarini o'lchaydigan qurilmalarni joylashtirmoqda. Bunday nazorat elektr stansiyalari operatorlarini joriy tekshiruvlar o'tkazilayotganda jiddiy muammolarga aylanib ketishidan oldin potentsial muammolarni aniqlashga yordam beradi.

Zamonaviy tarmoqlarda kompozitsiya va polimer o'quvchi izolyatorlarning afzalliklari

• Og'irlik kamaytirilishi porcelanga qaraganda 60% yengilroq bo'lib, minoraning konstruksion talablarni kamaytiradi
• Ifloslanishga chidamlilik shelk guruchli rezina dengiz tuzi va ifloslanishning yopishib qolishiga qarshidir, sohil mintaqalarida foydalanish uchun mos
• Gidrofob sirt ochiq olovli xususiyatlari keramikaga qaraganda 70% ga kamroq ta'mirlash talab qilinadi
• Tebranishni yutilishi polimer matritsalar shamol tebranishlarni so'rishadi, o'tkazgichning foydali ish muddatini 15-20 yilga uzaytiradi

Substantsiyalarda tayanch va tushiruvchi izolyatorlar

Taktik tizimlar, uzgichlar va qattiq o'tkazgich tayanch tizimlarida muhim foydalanish

Post izolyatorlar stantsiyalar muhitida elektrni o'z ichiga olgan holda, zarur tuzilishni ta'minlaydi. Ushbu komponentlar transformatorlarni elektr uzg'ichlari bilan bog'lovchi qattiq avtobus trosini ushlab turadi va quvvat surgesi sodir bo'lganda xavfli flashover hodisalarini oldini olish uchun o'tkazgich qismlar orasida zarur bo'shliqlarni yaratadi. 500 kV atrofidagi katta kuchlanishli o'rnatmalar, ko'pincha, obyektning turli joylariga tarqatilgan qirqdan oltmishgacha bo'lgan izolyatorlarga ehtiyoj sezadi. An'anaviy keramika yoki yangi polimer birikmalaridan tayyorlangan zamonaviy post izolyatorlar uzluksiz elektr oqimini 4000 ampergacha muzlatish belgilari ko'rsatmasdan saqlashlari mumkin. Material tanlovi, ko'pincha, mahalliy iqlim sharoitiga va mintaqalarda texnik xizmat ko'rsatish afzalliklariga bog'liq bo'ladi.

Stantsiyalar joylashtirishda mexanik yuklamalarni va tashabbusi muhit ta'sirini boshqarish

Ushbu izolyatorlar juda baland shamol tezliklarini (>150 km/soat) va -40°C dan +80°C gacha bo'lgan harorat o'zgarishlarini chidab turadi. Dengiz sohillaridagi o'rnatmalarda ularning korroziyaga chidamliligi tufayli kompozitsion polimer konstruksiyalar keng qo'llaniladi; shishaning tuzli dumani tufayli vujudga keladigan noqulayliklarni shishga qaraganda 72% kamaytiradi. Muhim loyihalash hisob-kitoblari muhitga qarab farq qiladi:

Shish vs. Shishali rezina: Ish unumdorligi va ta'mirlashni taqqoslash

Porcelain izolyatsiya mustahkamligi (30-40 kV/cm) etarli bo'lsa ham, shilimshiq rezina kompozitlar muhim afzalliklarga ega:

• 45% yengilroq bo'lib, boshqarish va o'rnatish qulayroq
• Uch barobar katta sinish qarshiligi
• Gidrofob, o'zini tozalaydigan sirtlar

2022-yilda CIGRE tashkiloti o'tkazgan tadqiqotda polimer izolyatorlarning iflos muhitda porcelanga qaraganda 60% kamroq ta'mirlash talab qilishini aniqlagan. Biroq, porcellanga nisbatan 800 kV dan yuqori bo'lgan juda yuqori kuchlanishli sohalarda uning barqaror issiqlik kengayish xususiyatlari tufayli porcellanga afzaliyat beriladi.

Tugatish va Yuqori-vaznli O'rnatishlar Uchun Kuchlanish Izolyatorlari

Liniya tugallanishlarida va yo'nalishning keskin o'zgarishlarida o'tkazgichlarni ankorlash

Kuchlanish izolyatorlari liniya tugallanishlarida va elektr uzatish yo'nalishining keskin o'zgarish joylarida o'tkazgichlarni mustahkamlaydi, 50 kN dan ortiq bo'lgan cho'zish kuchlariga chidab, elektr uzatishdan saqlaydi. Zamonaviy kompozit versiyalar porcellanga qaraganda 40% yengilroq bo'lib, 150 kV/m dan yuqori izolyatsiya mustahkamligini saqlaydi, bu esa ularni shahar sharoitlarida foydalanish uchun mos qiladi.

Qiyinli hududlarda qo'llanilishi: Daryo o'tishlari va tog'lik hududlar

Kuchlanish izolyatorlari tog' o'tishlari va daryo vodiylari kabi qiyinli hududlarda elektr liniyalarni himoya qilishda muhim rol o'ynaydi, bunda ular qattiq muzlanish, kuchli shamol va hatto yer tashabbusi kabi xavflarga duch keladi. O'tgan yili nashr etilgan tadqiqotga ko'ra, polimer izolyatorlar sohil hududlarida xizmat ko'rsatish uzilishlarini o'ttiz foizga qisqartiradi, shuningdek, an'anaviy shishali analoglar bilan taqqoslanganda. Bozor tendentsiyalarini hisobga olsak, global izolyator sektori tez rivojlanmoqda, oxirgi bashoratlarga ko'ra, hozirgi vaqtda 2 milliard AQSH dolloridan oshib ketdi. Bu o'sish atrof-muhit ta'siriga chidamli, shuningdek, ifloslanishga qarshilik ko'rsatuvchi materiallarga bo'lgan talab ortishi bilan bog'liq, ayniqsa uzoq yoki ekstremal joylarda joylashgan infratuzilma uchun muhimdir.

Ko'p birlashgan kuchlanish montajlarida yukni taqsimlash va konstruktsion butunlik

Ko'p diskli satr dizayni mexanik kuchlanishni bir nechta elementlarga tarqatadi, shu tufayli sistema uzun muddatli ishlash jarayonida ham ishdan qoldiriladi. So'nggi yangiliklarga qovurilgan tolali yadrolar kiradi, ularning tashqi po'lat qoplamali an'anaviy versiyalariga qaraganda yuk ko'tarish kuchini taxminan o'ttiz foizga oshiradi. Sinovlar shuni ko'rsatdiki, ular juda kuchli sharoitlarda ham ishonarli ishlaydi: 765 kilovoltli elektr kuchlanishlari hamda 15 kilon'yuton kuchlanishgacha bo'lgan mexanik yuklamalarni ham boshqaradi. Bu esa ularni uzun masofali elektr liniyalari uchun ayniqsa qimmatli qiladi, chunki ularning ishdan chiqishi hech qanday holatda ham ruxsat etilmaydi.

Transformator va o'tkazgich bushinglari: Maxsus izolyator qo'llanmalar

Bushinglarning transformator izolyatsiyasi va elektr uzilishsizlikdagi roli

Yuqori kuchlanishli bushinglar o'tkazgich transformator terminallari bilan tashqi o'tkazgichlar orasidagi muhim ulanish vazifasini bajaradi va yuqori kuchlanish o'tkazuvchi qismlar bilan yerlangan rezervuar orasidagi izolyatsiya saqlanadi. So'nggi tadqiqotlarga ko'ra, barcha transformator muammolarining taxminan uchdan biri izolyatsiya muvaffaqiyatsizligi yoki oddiy mexanik eskirish tufayli eskirgan bushinglardan kelib chiqadi (2023-yilda Energetika tizimlarining ishonchliligi to'g'risidagi hisobotda shu qiziq fakt aniqlangan). Bugungi kunda ishlab chiqaruvchilar yuqori kuchlanishni 500 kilovolt dan ham oshirib yuborish imkonini beruvchi yaxshiroq materiallardan, masalan, yog'li qog'oz bilan birlashtirilgan yangi keramiklardan foydalanib bushinglar ishlab chiqarishmoqda. Bu yangilanish elektr energiya tizimlari bilan ishlaydigan muhandislarning bosh og'rig'iga sabab bo'ladigan qisman zaryadlarni kamaytirishga yordam beradi.

Yuqori kuchlanishli bushinglarda sig'imli gradatsiya va elektr maydonini boshqarish

Ko'p qavatli halqalar orqali sig'imli gradatsiya elektr maydoni taqsimotini optimallashtiradi, kuchlanish markazlashuvini kamaytiradi va 40-60% oddiy loyihalarga qaraganda. Bu xususan, nojotli gradientlar dielektrik uzilishini keltirib chiqarishi mumkin bo'lgan 800 kV+ tizimlarda muhim ahamiyatga ega. Aniq sig'imi muvozanatlash, o'tkazuvchan va izolyatsiya qiluvchi qatlamlarni almashtirish orqali elektromagnit narahatlarni xavfsiz chegaralar ichida saqlashni ta'minlaydi.

Moyli rezinadan quruq tipidagi epoksi rezinaga o'tish: Ishonchlilik va Xavfsizlik

Moyli rezinadan sikloalifatik epoksi qattiq rezinaga asosiy operatsion qiyinchiliklarni hal etadi:

• O't keltirib chiqarish xavfi yonuvchan moyning yo'qligida 89% kamaytirilgan
• Taʼmirlash murakkabligi quruq tipidagi bloklar esa 75% kamroq tekshiruv talab qiladi
• Atrof-muhitning ifloslanishi 2015-yildan boshlab nol moy oqish loyihasi orqali oldi olingan

Soxadan olingan ma'lumotlar 15 000 ta o'rnatilgan qurilmalar quruq bushinglarning amaliyotda ishonchliligini 98,3% gacha oshirishini o'n yildan keyin esa moyli qurilmalarga qaraganda 22% yuqori ekanligini ko'rsatadi.

Ko'p so'raladigan savollar

Elektr izolyatorlarning elektr tizimlaridagi vazifasi nima?

Elektr izolyatorlar tasodifiy elektr oqimining oqishini oldini oluvchi to'siq yaratadi, yuqori kuchlanish va quvvat oqimlarini boshqarish orqali tizim butunligini saqlaydi hamda xavfsiz va samarali ishlashni ta'minlaydi.

Elektr izolyatorlarning asosiy xususiyatlari qanday?

Elektrik izolyatorlarining ishlashi va samaradorligini belgilovchi asosiy xususiyatlariga qarshilik ko'rsatish, dielektrik mustahkamlik va mexanik yuklamaga chidamlilik kiradi.

Yuqori kuchlanishli uzatish liniyalari uchun osma izolyatorlar nima uchun muhim?

Osma izolyatorlar havo o'tkazgichlarni qo'llab-quvvatlaydi, mexanik kuchlanishni boshqaradi va uzun uloqtirish tizimlarida elektrik izolyatsiyasini ta'minlaydi.

Kompozit osma izolyatorlarning afzalliklari nimalardan iborat?

Kompozit izolyatorlar vaznni kamaytirish, ifloslanishga chidamlilik, gidrofob sirt va tebranishni so'ndirish imkonini beradi, bu esa zamonaviy elektr tarmoqlari uchun ularning afzalligini ta'minlaydi.