סקירה מקיפה של קווי מתח גבוה מאוד ומדחיסים מרובים: אתגרים תכנון ויישומים
1 מאפיינים ורכיבים של קווי תמסורת מתח גבוה
1.1 מאפייני קווי תמסורת מתח גבוה
קווי תמסורת מתח גבוה מתאפיינים על ידי עלות נמוכה יחסית עקב כמות המידע הנדרשת שהם קטנים יותר. הם בדרך כלל משתמשים בשני מוליכים, אחד מחובר לפולס החיובי והשני לפולס השלילי. קווי תמסורת זרם ישר הם חזקים ויכולים להעביר זרם למרחקים ארוכים. בחלק מה facilites תמסורת מתח גבוה בסין, גם תמסורת זרם חילופין היא בשימוש נרחב, כפי שמתבטא במיוחד בחיי היום יום.
1.2 קווי תמסורת מתח גבוה כמרכיב מרכזי בתכנון חשמלי
בעבודת התכנון הבסיסית, יש להכין ולעקוב אחרי השרטוטים הנדרשים לבניה בהתאם לתהליך העבודה. בחירת חומרי גלם עבור תוכניות הבניה, כמו גם תכנון הגיוני של מסלולי בניה, שיטות, ואתגרי אחסון מתאימים על ידי צוות הבניה, מבטיחים את פעולת הקווים החשמליים הנורמלית, משפרים את יעילות העבודה ומגדילים את אפקטיביות עבודת הבניה.
2 מצב ההתפתחות של קווי תמסורת מתח עליון-על
בהשוואה לקווים רגילים, לקווי תמסורת מתח עליון-על (UHV) יש דרישות גבוהות יותר, כגון רמות yalıtım חיצוניות, טכנולוגיות הנדסת חשמל, וצעדי הגנה על הקו. אם רמת yalıtım החיצונית של קווי תמסורת UHV אינה תקינה או שהצעדי ההגנה אינם מספיקים, תקריות כגון פליטת זיהום, מתח יתר, והתפרקות יתגברו. לכן, שימוש במבודדים מרוכבים בקווים תמסורת UHV הוא חיוני וחלק בלתי נפרד מהבנייה המודרנית של הרשת.
3 בעיות עם מבודדים מרובים בקווים תמסורת מתח עליון-על
3.1 כשל ממשק
בעיות הכשל החשמלי של מבודדים מרובים נגרמות בעיקר על ידי פגיעות ברק, שמהוות מעל לחצי מכלל הפגיעות. למרות שחומרים מתמשכים לשיפור, הבעיה של כשל חוזר של הממשק עדיין קיימת. במהלך הייצור, הן מוטות הליבה והן המעטפות מראות תופעות נפילה משמעותיות, והממשקים בין המעטפות למוטות הליבה עשויים להתאדות, מה שיכול להוביל לכשל ממשק ולהשפיע על תוחלת החיים של המבודדים. יש לבצע שיפורים ומתקנים מתמידים כדי להפחית את הסיכוי לכשל ממשק.
3.2 שבירה בריטית של מוט הליבה
שבירה בריטית של מוט הליבה היא סוג נפוץ של תקלה במבודד מרוב שנתקלים בה בקביעות בקווים תמסורת UHV. במהלך תהליך השבירה הבריטית של מוט הליבה, בשל סחיפה חומצית, הסיבים של מוט הליבה מתפרקים בהדרגה תחת פעולת הסחיפה החומצית, אפילו עד לשבירת כל מוט הליבה תחת מטענים קטנים. הסיבות העיקריות הן:
ראשית, זה בדרך כלל קורה במקום שבו עוצמת השדה של מתח גבוה היא גבוהה יחסית. הפיכת טבעת הדירוג יכולה לגרום לשבר בריטי של מבודדי חומרים מרובים. כדי לפתור בעיה זו, עיצוב ועיבוד טבעות הדירוג צריכים להבטיח שהעוצמה מגנטית תגיע לרמה המצוינת, ובכך למנוע בצורה יעילה את השבר החומרי.
שנית, עלול להיווצר פיצוץ כאשר המעטפת או הפנים ניזוקים. עם זאת, שימוש בסיבים חומציים ללא בורונים משפר באופן משמעותי את עמידות החומצה הכללית, מה שמפחית מאוד את הבעיה הזו. חשוב לציין שלא כל מוטות הליבה סיביים מתאימים לעמידות חומצה טובה; לכן, יש צורך בהערכת ביצועים ובבחירה. למרות שהשברים הבריטיים יש להם השפעה רבה על הפעילות, הסיכוי להתרחשותם נמוך ניתן להפחית אותו באמצעות התערבויות שונות.
3.3 בעיות זקנה
לאחר התקנת זמן מסוים, המבודדים עשויים לחוות בעיות זקנה שמקורן בעיקר בגורמים של טמפרטורה ושחרור פני השטח. למרות שמוצרי גומי סיליקון יש להם מחזור זקנה ארוך יותר, יכול להתרחש הזקנה מוקדמת בשל זיהום סביבתי וטכנולוגיית תערובת חומרים. בעוד שאזורים רבים יכולים לשמור על מצבים טובים וממאפיינים דרך ג'ל סיליקון, הזקנה היא בלתי נמנעת. כדי להבטיח את הפעולה הבטוחה של המבודדים, יש צורך בבדיקות מוקדמות. לכן, יש לבצע בדיקות מחזוריות של מבודדי חומרים מרובים כדי למנוע הידרדרות נוספת.
3.4 בעיות מכניות
מבודדי חומרים מרובים מציגים הידרדרות משמעותית בביצועים המכניים במהלך השימוש. כיום, מבודדי פליקה פנימיים נמצאים בשימוש, אך יש להם דרישות גבוהות לשיטות חיבור, עם הבדלים משמעותיים בשיפוע הקריפ לעומת תכנון מבודדי פליקה בקצה.
4 קביעת אורך שרשרת המבודדים ומרחק אוויר מינימלי לקווים UHV
4.1 המרחק yalıtım החשמלי שנקבע בתכנון קווים UHV
הדרישות להתאמה yalıtım עבור קווי UHV של 1000kV חייבים להבטיח פעולה בטוחה ואמינה תחת מצבים שונים כגון מתח תדר, מתח עודף מעבר ומכה ברק. המתח העובר על המבודדים הוא הגורם העיקרי לשליטה בשרשרת המבודדים. המבנים החיצוניים של yalıtım נמדדים בדרך כלל על בסיס עמידות לזיהום, בשילוב עם ניסיון הנדסי קיים, תוך התחשבות בגורמים כמו גובה ותכסית קרח. עבור מתח עודף מעבר, מתקבלים מתחים נוספים של 1.6p.u. ו-1.7p.u.; כאשר המתח הגבוה ביותר של המערכת הוא 1100kV, אם המתח עודף מעבר אינו יכול לשלוט במספר חלקים של המבודד והערך המוערך נמוך מ-50% מהמתח הדופק של שרשרת המבודדים, יש סיכון לשחרור מתח דופק. במערכות UHV, מתח מכה ברק אין לו קשר ישיר למתח הפעולה, והרמה החיצונית הגבוהה של yalıtım גורמת למתח מכה ברק להיות גורם לא קובע.
4.2 אורך שרשרת המבודדים
תחת תנאים של זיהום, אורך שרשרת המבודדים נקבע באמצעות שיטות אנטי-זיהום. זה כולל: (1) מדידת מתח הפליטה של זיהום שונה של מבודדים בתנאי אטמוספירה כדי לקבל את הקשר בין מתח הפליטה של 50% לזיהום מלח של מבודדים שונים; (2) מדידת מתח ההישרדות של המבודדים; (3) תיקון וחישוב זיהום מלח محلול; (4) קליברציה של השפעת היחס בין אפר למלח על הזיהום המשטחי של המבודדים; (5) תיקון אי-האחידות של המשטחים העליונים והתחתונים; (6) תיקון גובה באזורי גובה גבוה; ו-(7) חישוב מספר החלקים של המבודדים בתנאי מתח עבודה מקסימלי.
4.3 קביעת המרחק האווירי המינימלי לקווים UHV
4.3.1 חישוב מספר המינימלי של חלקים של מבודדים לפעילות נורמלית
המאמר מתמקד בבעיה המדעית המרכזית של בחירת המרווח המינימלי לקווי תמסורת UHV, תוך שימוש בקו תמסורת חד-مدار כנושא המחקר. הוא בוחן את השפעת המרחק האווירי על ממדי צריחי תמסורת תחת מתח תדר ומכה ברק, קובע את המרווח המינימלי של צריחי תמסורת באמצעות מרחק אוויר מודד, ומקבל בחשבון את השפעת ההזקנה של המבודדים על המבנים של צריחי תמסורת, ומציע מרחק מינימלי לצריחי תמסורת תוך התחשבות בהזקנה של המבודדים.
4.3.2 קביעת המרווח של מתח עודף מעבר
זה כולל קביעת גורם התאמה סטטיסטי עבור מתח עודף מעבר על בסיס חישוב מתח הדופק של U50% עבור מרווח אוויר בודד.
מבין אלה, Us מייצג מתח עודף מעבר, הנמדד ב-kV; Z הוא קבוע, ולכן הוא מוגדר ל-2.45; עבור מרווח אוויר בודד, σ1 מוגדר ל-0.06; מבין אלה, σm הוא השונות של מרווחי אוויר מרובים, שנקבעה ל-0.024. לכן:
לכן, גורם התאמה סטטיסטי kc עבור מתח עודף מעבר של מרווח אוויר קו הוא:
5 שימוש במבודדי חומרים מרובים בקווים תמסורת מתח עליון-על
דרך הפעלה מעשית של קווים קיימים במדינה שלנו, נמצא כי שימוש במבודדי חומרים מרובים יכול להפחית את עלויות האחזקה של הקו ואת הזיהום ברשת החשמל. באזורים מזוהמים, מומלץ להשתמש במבודדי חומרים מרובים. לקווי תמסורת של 1000kV, מומלץ להשתמש במבודדים בגובה של כ-9 מטרים, ובאזורים מאוד מזוהמים, מומלץ להשתמש במבודדים בגובה של מעל 17 מטרים. אם נבחרו חיבורים מרובים, ניתן להתאים את גובה המבודדים, אך זה יעלה גם את המשקל והאורך של המבודדים, מה שיגדל את עלות הקו.
באזורים גבוהים ומזוהמים מאוד, למבודדי חומרים מרובים יש יתרונות כלכליים וטכניים גבוהים יותר. כאשר אורך שרשרת המerged אינו עולה על 10 מטרים, ניתן להפחית את שטח החלון של הצריח, לשלוט בעומס הצריח, ולהפחית את תקריות הפליטה. לכן, למבודדי חומרים מרובים יש יתרונות משמעותיים在这方面，复合绝缘子具有显著的优势。为了确保特高压输电线路长期稳定可靠运行，必须进行深入研究。 一方面，应开展超大吨位复合材料绝缘子的机械性能研究，形成高效的标准和检测方法。同时，在确保复合绝缘子均匀受力的情况下，采取适当措施解决电磁干扰和电晕放电问题，以减少突发事故。合理的灭弧方法可确保有效灭弧。 优化的机械结构保证了破裂的绝缘子不会坠落地面。应建立严格的质量控制标准，禁止不合格产品，并从源头上严格控制芯棒和伞裙的材料，改进制造工艺，降低运行安全隐患。在施工过程中，应实施科学的储存程序，严格控制潜在损伤。执行有效的维护和检查计划，及时发现安全隐患并采取相应措施，确保生产安全。 综上所述，复合绝缘子在中国电网中的应用越来越广泛，已成为电网建设的重要组成部分。鉴于特高压输电线路对大截面和高负载条件的要求，应优先选择合成绝缘子而非玻璃绝缘子等其他类型。随着特高压输电线路规模的扩大，将面临更多挑战，对其性能要求也越来越高。 除了确保复合绝缘子均匀受力外，还应采取适当措施解决电磁干扰和电晕放电问题，以减少突发事故。合理的灭弧方法可确保有效灭弧。优化的机械结构保证了破裂的绝缘子不会坠落地面。应建立严格的质量控制标准，禁止不合格产品，并从源头上严格控制芯棒和伞裙的材料，改进制造工艺，降低运行安全隐患。在施工过程中，应实施科学的储存程序，严格控制潜在损伤。执行有效的维护和检查计划，及时发现安全隐患并采取相应措施，确保生产安全。
