Pêşnûna Teybetî ya Hêzên Berhendîna UHV û Însülatoran Pêvekir: Pirsgirêk, Rêbaza û Vebijarkên Kar yên Digerin

1 Karakteristik û Komponentên Xeta Daxwazkirina Berzê

1.1 Karakteristikên Xeta Daxwazkirina Berzê

Xeta daxwazkirina berzê li ser çendina zanînên ku hewce dike da ku bi xebatên wek e derbas bikin. Yete dikare du şeriyên biafirînin, yek bi polî positiyê ve girîdar û yek bi polî negativê. Xeta daxwazkirina DC (Direct Current) dijîn û dest pê wexta derya daxwaza lêgerîna din. Di some xeta daxwazkirina berz ê de yên Çîn de, daxwazkirina AC (Alternating Current) hevaldar dikare bikin, ku bi taybetmendî di jîyan rojî de were hatin parastî.

1.2 Xeta Daxwazkirina Berzê Wek Pêşeng Têkiliya Jîneka Elektrikî

Di karî yên cihêrîn yên jînekê de, wergerên mühendisî yên piştgirî yên dibistina karanê divê beqarîn û bi rêzikariyên karî bigerin. Hewçê bibirinê materialên nû yên ji bo planên karanê, hergirînên raya, rêzikariyên karanê û pirsgiriyên wan yên ku komanda karanê têkerdiyê, bi tevahî operasyonên xeta daxwazkirina berzê hilbijartin, efektivîyatê ya karî bigerin û têkiliya karî yên karanê bi taybetmendî biderbasin.

2 Cîh û Vêje û Şertên Xeta Daxwazkirina Berzê Bêtara

Berbi xeta yên adi, xeta daxwazkirina berzê bêtara (UHV) daniyên bikarhatîn bi standardên herî bilind û tekmil, wê di navbera nivelên baranîyên xeta yên derveyî, teknolojîya elektrikî û rêzikariyên parastina xeta de. Heke nivelên baranîyên derveyî yên UHV tune bi standard û rêzikariyên parastina tune bi dest pê ne, çewabên wek baranîya kirîn, baranîya zêdetir û vekelîna xeta zêdetir bide. Laka, bikar bînin û parastina insulaterên kompozît yên UHV niha û têkiliya moderna grid ê yeke parêz û bikarhatîn.

3 Pirsgiriyên Insulaterên Kompozît yên Xeta Daxwazkirina Berzê Bêtara

3.1 Vekelîna Ser Rûpel

Pirsgiriyên elektrîkî yên insulaterên kompozît yênek wekheviya çawdînê û halînên elektrîkî yên ser rûpel dikin, ku bi tevahî yekê ji her du pirsgiriyên din dikin. Hergirî materialên pêşderandin, pirsgiriyên ser rûpel dikin da ku yekê ji her du pirsgiriyên din dikin. Di serherînê de, core rods û sheaths dikin da ku ser rûpel dikin, û ser rûpelên sheaths û core rods dikin da ku ser rûpel dikin, ku bi tevahî vekelîna ser rûpel û afetandina dema insulaterên dikin. Li ser bi tevahî bînin û parastina hilînbijarkirin û bêtir bikin, dibe ku heman bi tevahî vekelîna ser rûpel bêtir bikin.

3.2 Vekelîna Brittle Fracture yên Core Rod

Vekelîna brittle fracture yên core rod ek serpirgir pirsgiriyên insulaterên kompozît yên UHV dikin. Di serherînê de brittleness fracture yên core rod, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di serherînê de, di......

Yekê, di navbera çendiyên ku hêsanîya şerkiya elektrîkî ya berz ê yeke bikarhatîn. Di serherînê de, bi tevahî brittleness fracture yên core rod dikin, û bi tevahî vekelîna materialên kompozît bêtir bikin. Ji bo parçavkirina pirsgiriyên din, li ser daxwazkirina grading rings û hilînbijarkirina rêzikariyên teknikî bigerin.

Du, di navbera çewabên wek baranîya kirîn, bi tevahî brittleness fracture yên core rod dikin. Laka, bikar bînin materialên fiberên acid-resistant yên new û xweşbûn, ku bi tevahî afetandina acid bêtir bikin. Hergirî, ne her materialên fiberên core rods hevaldar nîne, ji bo bêtir bike, taybetmendiyên materialên dikin da ku pêşdest bikin û hilbijarin. Hergirî brittleness fracture yên core rod dikin, bi tevahî vekelîna operasyon bêtir bikin, lê zêdetir dikin da ku bi tevahî vekelîna operasyon bêtir bikin.

3.3 Pirsgiriyên Aging

Di navbera dema bikaranînê de, insulaterên dikin da ku pirsgiriyên aging dikin, ku bi tevahî factorên temperature û surface discharge dikin. Hergirî materialên rubber silicon dikin da ku cycle-ên aging-ê derbas bikin, bi tevahî aging ê di dema bikaranînê de were hatin parastî. Ji bo bêtir bike, testên serek û kontrolên periodik yên insulaterên kompozît bêtir bikin, bi tevahî aging ê dest pê ne.

3.4 Pirsgiriyên Mekanîk

Insulaterên kompozît di navbera bikaranînê de dikin da ku performansên mekanîk ê bêtir bikin. Niha, insulaterên plug-type internal bikar bînin, lê standardên bikaranînê yên jointing dikin, ku bi tevahî difference ê û creep slope ê û designên edge-rolled insulators dikin.

4 Pêşdestkirina Uzunîya String yên Insulator û Minimum Air Gap Distance yên Xeta Daxwazkirina Berzê Bêtara

4.1 Electrical Insulation Distance Considered in UHV Line Design

Nivelên insulation matching yên 1000kV AC UHV lines divê bi tevahî aman û yekbû bekarin di navbera şertên jîyan power frequency, switching overvoltage, û lightning overvoltage de. Power frequency flashover yên insulators ek faktorên kontrol ê stringên insulator dikin. Structurên external insulation dikin da ku bi tevahî pollution tolerance û experience yên mühendisî yên existent dikin, bi tevahî factorên altitude û ice coverage dikin. Ji bo switching overvoltage, overvoltage multiples of 1.6p.u. û 1.7p.u. bikar bînin; ji bo systema highest operating voltage û 1100kV, heke switching overvoltage tune bi tevahî number of insulator pieces û calculated value tune bi tevahî 50% of the insulator string's impulse discharge voltage, risk of impulse discharge dikin. Di systemên UHV de, lightning overvoltage niha relation ê operating voltage tune ne, û nivelên external insulation bikar bînin da ku lightning overvoltage tune factor ê non-determining dikin.

4.2 Uzunîya String yên Insulator

Di navbera şertên pollution, uzunîya string yên insulator bi tevahî metoda anti-pollution pêşdest bikin. În include: (1) measuring the pollution flashover voltage of different insulators under atmospheric conditions to obtain the relationship between the 50% pollution flashover voltage and salt density of different insulators; (2) measuring the withstand voltage of insulators; (3) correcting and calculating the salt density of soluble salts; (4) calibrating the effect of ash-to-salt ratio on the surface contamination of insulators; (5) correcting the unevenness of the upper and lower surfaces; (6) performing elevation correction at high altitudes; and (7) calculating the number of insulator sections under maximum working voltage conditions.

4.3 Pêşdestkirina Minimum Air Gap Distance yên Xeta Daxwazkirina Berzê Bêtara

4.3.1 Calculation of Minimum Number of Insulator Pieces for Normal Operation

This paper focuses on the key scientific issue of selecting the minimum clearance for UHV transmission lines, using single-circuit transmission lines as the research object. It studies the influence of air gap distance on transmission tower dimensions under power frequency voltage and lightning effects, determines the minimum clearance of transmission towers using measured air gap distances, and considers the impact of insulator degradation on transmission tower structures, proposing a minimum clearance for transmission towers considering insulator degradation.

4.3.2 Pêşdestkirina Switching Overvoltage Gap

În involves determining the statistical matching factor for switching overvoltage operation based on the calculation of the working pulse discharge voltage U50% for individual air gaps.

Among these, Us represents the switching overvoltage, measured in kV; Z is a constant, thus it is set to 2.45; for a single air gap, σ1 is set to 0.06; among these,σm is the variance of multiple air gaps, which is set to 0.024. Therefore:

Therefore, the statistical coordination factor kckc for the operating overvoltage of the line air gap is:

5 Application of Composite Insulators in Ultra-High Voltage Transmission Lines

Through practical operations of existing lines in our country, it has been found that using composite insulators can reduce both line maintenance costs and pollution to the power grid. In polluted areas, it is recommended to use composite insulators. For 1000kV transmission lines, it is recommended to use insulators about 9 meters high, and in heavily polluted areas, insulators over 17 meters high. If multiple series connections are adopted, the height of the insulators can be further adjusted, but this will also increase the weight and length of the insulators, raising the cost of the line.

In high-altitude and heavily polluted areas, composite insulators offer higher economic and technical advantages. When the combined string length does not exceed 10 meters, it can reduce the tower window area, control the tower load, and decrease the occurrence of flashover accidents. Therefore, composite material insulators have significant advantages in these aspects.To ensure the long-term stable and reliable operation of ultra-high voltage transmission lines, in-depth research must be conducted.

On one hand, studies on the mechanical properties of ultra-large-tonnage composite material insulators should be carried out to form efficient standards and testing methods. Additionally, while ensuring uniform pressure on composite insulators, appropriate measures should be taken to address electromagnetic interference and corona discharge issues to minimize sudden accidents. A reasonable arcing method ensures effective arc suppression.

Optimized mechanical structures guarantee that a broken insulator will not fall to the ground. Strict quality control standards should be established to prohibit substandard products, with strict material control for core rods and skirts, and improvements in manufacturing techniques from the source to reduce operational safety hazards. During construction, a scientific storage procedure should be implemented to strictly control potential damages. Effective maintenance and inspection plans should be executed to promptly identify safety hazards and take corresponding measures to ensure production safety.

6 Conclusion

Composite insulators have gained increasing application in China's power grid and have become an essential component of power grid construction. Given the requirements for large cross-sectional areas and high-load conditions in ultra-high voltage transmission lines, synthetic insulators should be prioritized over glass insulators and other types. As the scale of ultra-high voltage transmission lines expands, more challenges arise, leading to higher demands on their performance.

Besides ensuring uniform pressure on composite insulators, appropriate measures should be taken to address electromagnetic interference and corona discharge issues to minimize sudden accidents. A reasonable arcing method ensures effective arc suppression. Optimized mechanical structures guarantee that a broken insulator will not fall to the ground. Strict quality control standards should be established to prohibit substandard products, with strict material control for core rods and skirts, and improvements in manufacturing techniques from the source to reduce operational safety hazards.

During construction, a scientific storage procedure should be implemented to strictly control potential damages. Effective maintenance and inspection plans should be executed to promptly identify safety hazards and take corresponding measures to ensure production safety.