Úvod
Izolátory používané v 1000 kV UHV rozvodniach vyžadujú vyššiu mechanickú pevnosť, dobrý elektrický výkon a odolnosť proti znečisteniu. Od 1000kV izolátorov sa zároveň vyžaduje vyššia prevádzková spoľahlivosť z dôvodu ich dlhšieho reťazca a extrémne nepohodlnej detekcie a výmeny.
Porcelánová izolačná šnúra 1000 kV má nevýhody mnohých kusov, dlhej konštrukcie a veľkej hmotnosti. Súčasne, kvôli zlej hydrofóbnosti elektroporcelánových materiálov, sú šnúry porcelánových izolátorov náchylné na vzplanutie vo vlhkom prostredí (ako sú daždivé a hmlisté dni). Preto sa často prijímajú opatrenia, ako je dostatok izolátorov s nulovou hodnotou alebo dodatočný náter RTV alebo PRTV antivegetatívnych materiálov proti vzplanutiu, aby sa zvýšila povrchová vzdialenosť pásov izolátorov. To však ešte viac zvýši dĺžku izolačného reťazca a pracovné zaťaženie údržby. Aplikácia syntetických izolátorov v elektrizačnej sieti sa tiež stala hotspotom výskumu kvôli výhodám vysokého znečistenia bleskového napätia, vysokej miery využitia povrchovej vzdialenosti a dobrých charakteristík akumulácie znečistenia. Syntetické izolátory (vrátane stĺpových izolátorov a závesných izolátorov) sa použili na nahradenie porcelánových izolátorov v niektorých rozvodniach s napätím 750 kV a nižším. 1000kVGIS priechodky 1000kV rozvodní, ako sú stanice Jingmen a Wannan, tiež čiastočne používajú syntetické materiály a fungujú dobre.
Stav vývoja šnúry porcelánového izolátora
V rozvodniach VVN, ktoré boli vybudované alebo sú vo výstavbe, je kombinovaný špecifický typ dispozičného riešenia rozvodného zariadenia 1000 kV. Ako priečna napínacia izolátorová šnúra v stanici je vybraný porcelánový izolátor s dvojitým alebo trojitým dáždnikom s veľkou stúpacou vzdialenosťou. Pre visiaci izolátorový reťazec, aby bolo možné kontrolovať dĺžku reťazca a zabezpečiť bezpečnú vzdialenosť medzi oloveným vedením a zariadením pod ním, je vybraný porcelánový izolátor typu s tromi dáždnikmi. Jednodielna povrchová vzdialenosť troch dáždnikových porcelánových izolátorov pre závesný izolátor je 545 mm.
Počet izolátorových reťazcov závisí od úrovne znečistenia rozvodne. Na určenie sa používa metóda povrchovej vzdialenosti alebo metóda odolnosti proti vzplanutiu znečistenia: ale keď je ťažké určiť charakteristiky odolnosti izolátorov voči znečisteniu prostredníctvom testov v teréne, počet reťazcov izolátorov sa tiež určí alebo skontroluje v spolupráci s úrovňou izolácie izolátora vedenia struny.
Pre UHV rozvodne umiestnené v špinavej oblasti národného štandardu d, podľa GB/T 26218.2-2010 "Výber a určenie veľkosti vysokonapäťových izolátorov na použitie v znečistených podmienkach Časť 2: Jednotná povrchová vzdialenosť špecifikovaná v "Porcelán a Sklenené izolátory pre AC systém" je 43,3 mm/kV. Po zohľadnení nulových izolátorov je počet 1000 kV závesných izolátorových reťazcov 59 kusov. V kontaminovanej oblasti Level d2 sa nachádzajú aj niektoré VVN rozvodne. V kombinácii s GB/T 26218 .2-2010 a príslušnými predpismi spoločnosti prevádzkujúcej elektrickú energiu o konfigurácii izolácie je jednotná povrchová vzdialenosť nastavená na 48,5 mm/kV. V súčasnosti by sa počet visiacich izolátorov mal zodpovedajúcim spôsobom zvýšiť. Keď úroveň kontaminovanej plochy sa ďalej zväčšuje, mali by sa prijať ďalšie opatrenia, pretože existujúce 1000 kV porcelánové stĺpové vybavenie nie je schopné splniť požiadavky konfigurácie vonkajšej izolácie. Je vhodné jednoducho zväčšiť povrchovú vzdialenosť izolačnej šnúry.
Podľa výsledkov štúdie o kývaní drôtu 1000 kV v rôznych obdobiach je vplyv vychýlenia drôtu vetrom na vzdialenosť medzi fázami obmedzený. Pre kríženie prívodných a vývodových vedení 1000kV rozvodného zariadenia je možné použiť napínaciu šnúru izolátora jednoduchý I, dvojitý I alebo V. Izolačná šnúra typu V sa vo všeobecnosti používa pre hlavnú zbernicovú linku a jedna visiaca izolačná šnúra typu I alebo V sa môže použiť pre zvodné vedenie a prepojku. V UHV rozvodni, ktorá bola postavená, 1000kV závesný izolačný reťazec využíva hlavne štruktúru v tvare V, aby sa obmedzilo kývanie drôtu a znížila sa šírka rámu. Pre UHV rozvodňu v kontaminovanej oblasti na úrovni D si reťazec skupiny visiacich izolačných strún typu V 1000 kV vo všeobecnosti vyberá 160 kN porcelánový izolačný plech s tromi dáždnikmi, s výškou jednej konštrukcie 160 mm, povrchovou vzdialenosťou 545 mm a počtom izolačné dosky 59 kusov.
1000kV závesná izolačná šnúra v UHV rozvodni sa používa hlavne na zavesenie prívodného drôtu z prívodného a výstupného vedenia do GIS priechodky a izolačná šnúra je vybavená napínacím klipom. Výpočtom sa zistilo, že iba keď je zahrnutý uhol izolačného reťazca typu V väčší ako maximálny uhol vychýlenia vodiča vetrom, môže byť izolačný reťazec uvoľnený pri maximálnom vychýlení vodiča vetrom a zabrániť izolátoru pred pádom alebo poškodením pod tlakom.
Schéma závesného izolátora
1000kV závesný izolačný reťazec v UHV AC rozvodni využíva závesnú štruktúru typu V. Hmotnosť izolátora sa považuje za 160 kN. Stanovenie povrchovej vzdialenosti pre syntetické izolátory. Podľa GB/T26218.3 -- 2010 "Výber a veľkosť vysokonapäťových izolátorov na použitie v znečistených podmienkach Časť 3: Podľa "Kompozitný izolátor pre AC systém" vzhľadom na vlastnosti tvaru a materiálu, odolnosť voči znečisteniu silikónový dáždnikový izolátor je zvyčajne lepší ako porcelánový izolátor alebo sklenený izolátor, keď je povrchová vzdialenosť rovnaká. Ak sa zohľadní iba tolerancia znečistenia alebo preskok, pri použití syntetického izolátora sa môže povrchová vzdialenosť znížiť. V porovnaní s tradičné porcelánové materiály, materiály zo silikónovej gumy sú náchylnejšie na znehodnotenie pôsobením prostredia, elektrického poľa a oblúka, čo za určitých podmienok zníži znečistenie a životnosť izolantov.Preto syntetické izolanty s rovnakou povrchovou vzdialenosťou ako porcelán, resp. sklenené izolátory sa odporúčajú, aby sa predišlo znehodnoteniu, problémom s preskokom a zlepšilo sa znečistenie v štandardnom špinavom stave, povrchová vzdialenosť 1000 kV syntetického závesného izolátora sa odporúča minimálne 545x59=321,55(mm).
Podľa technických podmienok sa pozrite na schému šnúry porcelánového izolátora prostredníctvom prieskumu výrobcu.
Zostavenie syntetickej izolačnej šnúry je v podstate rovnaké ako pri porcelánovej izolačnej šnúre. Kvôli obmedzeniam kvality sú závesný krúžok v tvare U, predlžovací krúžok, spojovacia doska, nastavovací krúžok a napínacia svorka používané pri montáži syntetickej izolačnej šnúry rovnaké ako pri výrobe porcelánovej izolačnej šnúry. Berúc do úvahy rozdiel v elektrických vlastnostiach medzi syntetickým materiálom a porcelánovým materiálom. Krúžok na vyrovnávanie napätia a tieniaci krúžok používané pre reťazec izolátorov môžu byť odlišné, čo je potrebné určiť po špecifickej analýze elektrického poľa zostavy a schémy zapojenia. Pretože syntetická izolačná šnúra s tvrdým spojovacím tŕňom pre celú štruktúru spojenia. Je vhodné inštalovať a zostaviť reťazec na mieste. Po inštalácii sa nevyskytne žiadny efekt v tvare písmena "U" spôsobený dlhou dĺžkou šnúry porcelánového izolátora. Preto sa používa kompozitný izolačný reťazec. Sedlové krúžky je možné nahradiť jednoduchšími pretekárskymi krúžkami pre V-závesnú šnúru krúžkov vyrovnávania tlaku.
Závesná izolačná šnúra typu V
Použitie izolačnej šnúry "V" pre kompaktné a kompaktné prenosové vedenia môže účinne obmedziť amplitúdu kývania drôtu, čím sa zníži veľkosť hlavy veže a dynamická a statická šírka koridoru. Vzhľadom na úzku vzdialenosť medzi trojfázovými vodičmi je prirodzený prenosový výkon a elektromagnetické prostredie vedení lepšie ako u bežných vedení. Uhol "V" izolačnej šnúry priamo ovplyvňuje veľkosť hlavy veže a namáhanie izolačnej šnúry. Podľa veľkého počtu výskumných a konštrukčných údajov zozbieraných doma iv zahraničí je zahrnutý uhol typu „V“ reťazec v zásade medzi 70 ° ~ 120 °. Zaťaženie "V" izolátorovej šnúry je komplikované, čo nesúvisí len s vertikálnym zaťažením, ale súvisí aj so zahrnutým Uhlom, horizontálnym zaťažením a pozdĺžnym zaťažením "V" izolátorovej šnúry. Čím väčší je zahrnutý uhol "V" izolačnej šnúry, tým väčšie je vertikálne, horizontálne a pozdĺžne zaťaženie.
Technická a ekonomická analýza
Po použití syntetických materiálov je možné skrátiť dĺžku šnúry závesného izolátora 1000kV o takmer 1m. Na základe usporiadania a schémy zapojenia 1000kV rozvodnej jednotky je možné výšku rámu prívodného a odvodného potrubia znížiť zo 41m na 40m. Zároveň, ak vezmeme do úvahy, že hmotnosť jednej syntetickej izolačnej šnúry je asi o 1,2 t nižšia ako hmotnosť porcelánovej izolačnej šnúry, opätovnou optimalizáciou konštrukcie vstupných a výstupných drôtených rámov, každý kolík prichádzajúceho drôteného rámu (šírka 49 m ) by mohlo ušetriť približne 2 t ocele a každý kolík výstupného drôteného rámu (šírka 51 m) by mohol ušetriť približne 2,5 t ocele. Vypočítané pri cene ocele 10,{18}} juanov /t, každý kolík prichádzajúceho rámu by mohol ušetriť približne 20 000 juanov a každý kolík odchádzajúceho rámu by mohol ušetriť približne 25 000 juanov. V kombinácii s odhadom investície do izolačného materiálu a cenovou ponukou výrobcu. Cena jedného kusu porcelánového izolátora je 139 juanov a cena jedného syntetického izolátora je 4600 juanov. Ak je montáž šnúry izolátora rovnaká, investícia každej šnúry syntetického izolátora je asi o 7200 juanov nižšia ako investícia šnúry porcelánového izolátora.
Hoci 1000 kV syntetický izolátor má v porovnaní s porcelánovým izolátorom určité technické a ekonomické výhody, doba chodu syntetického izolátora je kratšia. Ako oddialiť starnutie syntetických materiálov a zlepšiť výrobnú a technologickú úroveň izolátorov je stále dôležitým faktorom obmedzujúcim popularizáciu a aplikáciu syntetických izolantov v UHV staniciach. Sú potrebné kontinuálne následné štúdie. Okrem toho by sa aplikácia 1000 kV syntetickej izolačnej šnúry mala skombinovať s analýzou elektrického poľa, aby sa ďalej optimalizoval návrh napäťového vyrovnávacieho krúžku a tieniaceho krúžku izolačnej šnúry. O výsledkoch medzinárodného výskumu v posledných rokoch. Syntetické izolátory nie sú bezúdržbovým výrobkom. Prevádzkové skúsenosti ukazujú, že hydrofóbnosť syntetických izolátorov sa po prevádzke počas určitého počtu rokov v rôznej miere zníži pôsobením ozónu, ultrafialového svetla, vlhkosti, elektrického namáhania pri vysokej a nízkej teplote a iných vonkajších faktorov, čo je hlavným dôvodom vzniku „neznámy flashover“ pri prevádzke kompozitných izolátorov. Preto po rozsiahlej aplikácii syntetických izolantov. Za pozornosť stojí aj on-line sledovanie jeho chodu.
Zhrnúť
Vzhľadom na hmotnosť izolátora 160 kN sa stále používa závesná konštrukcia typu V. Za podmienok národného štandardu d znečistenia by povrchová vzdialenosť izolátora nemala byť menšia ako 32155 mm. Vzhľadom na hmotnosť a spôsob pripojenia 1000kV závesnej izolačnej šnúry, 1000kV syntetickej izolačnej šnúry a porcelánovej izolačnej šnúry je možné zostaviť rovnakým spôsobom. Zahrnutý uhol struny v tvare V sa stále považuje za 65 stupňov, takže izolátorová struna sa nepoškodí kompresiou a spĺňa konštrukčné požiadavky.