Комплексен преглед на линии за УВН и композитни изолатори: предизвици дизајн и применување

1 Карakteristiki i komponenti на високонапононите преносни линии

1.1 Карakteristики на високонапононите преносни линии

Високонапононите преносни линии се карактеризираат со нивната релативно ниска цена поради помалку потребна информација. Обично користат две проводници, еден поврзан со позитивниот пол, а друг со негативниот пол. DC преносните линии имаат долговечност и можат да пренесуваат строј на големи растојанија. Во некои високонапонски преносни инсталации во Кина, широко се користи и AC пренос, што е особено видливо во секојдневниот живот.

1.2 Високонапононите преносни линии како главен компонент на електричната дизајн

Во основната дизајнска работа, инженерските цртежи потребни за изградба мораат да се подготви и следат внимателно според работните постапки. Изборот на сурови материјали за плановите за изградба, како и разумниот дизајн на патеките, методите и одговарачките предизвици за складирање од страна на тимот за изградба, осигурува нормална работа на електричните линии, подобрува ефикасноста на работата и подобрува ефективноста на работата по изградба.

2 Статус на развојот на ултра-високонапонските преносни линии

Споредно со обичните линии, ултра-високонапонските (UHV) линии имаат посувисоки барања, како што се нивоа на спољашна изолација, технологии на енергетско инженирство и мерки за заштита на линиите. Ако нивоот на спољашна изолација на UHV преносните линии не е до стандард или мерките за заштита се недостаточни, ќе се зголемат проблеми како замура, прекомерен напон и краткосвет. Затоа, користењето на композитни изолатори на UHV преносните линии е неопходно и неизбежен дел од модерната градба на мрежата.

3 Проблеми со композитните изолатори во UHV преносните линии

3.1 Разбијање на интерфејс

Електричните повреди на композитните изолатори главно се причинети од ударни молнии, што чини повеќе од половина од сите повреди. Иако материјалите се непрекинато подобруваат, проблемот со повторно разбијање на интерфејсот сè уште постои. Токму во производството, и стержините и облочките покажуваат значителни феномени на отслагање, а интерфејсите на облочките и пречникот на стержините можат да бидат ерозирани, што може да доведе до повреда на интерфејсот и да влијае на временската длабочина на изолаторите. Непрекината оптимизација и подобрување на продуктите се неопходни за намалување на веројатноста за повреда на интерфејсот.

3.2 Хрупко крехко разбијање на стержината

Хрупкото крехко разбијање на стержината е чест тип на повреда на композитни изолатори која често се среќава во UHV преносните линии. Во процесот на хрупко крехко разбијање на стержината, поради киселинска ерозија, влакна на стержината постепено се сечат под дејството на киселинска ерозија, дури и да доведе до целосно разбијање на стержината при мали оптоварувања. Главните причини се следниве:

Прво, тоа обично се случува на позиции каде што терминалното поле на висок напон е релативно високо. Обрнувањето на градација колцо може да доведе до хрупко крехко разбијање на композитни материјали изолатори. За да се реши овој проблем, дизајнот и обработката на градација колца треба да осигура дека јачината на магнетното поле достигне до одреден ниво, ефективно избегнувајќи хрупко крехко разбијање на материјалите.

Второ, може да се појават повреди кога облочката или крајната површина е повредена. Меѓутоа, користењето на нови безборни влакна киселиноодложни стержини значително подобрува целокупната киселиноодложност, многу намалувајќи овој проблем. Заслужува да се забележи дека не сите влакнени стержини имаат одлични киселиноодложни карактеристики; затоа, е потребна оценка и избор. Иако хрупкото крехко разбијање има значителен влијание на операциите, веројатноста за негово настанување е ниска и може да се намали преку различни интервенции.

3.3 Просечен проблем

После период на користење, изолаторите може да испратат проблеми од просечен, главно причинети од фактори како температура и површинска разряд. Иако материјалите од силиконска гума имаат подолга циклус на стареење, рано стареење во функционирањето все уште може да се појави поради загадување на околината и технологии за формулација на материјали. Иако повеќето региони можат да ги одржуваат добри услови и карактеристики преку силиконска гума, стареењето е неизбежно. За да се осигура безбедното функционирање на изолаторите, потребни се рани тестови. Затоа, периодични инспекции на композитни материјали изолатори се потребни за предизвикување на подолга деградација.

3.4 Механички проблеми

Композитните материјали изолатори покажуваат значително механичко поништување на перформансите во времето на користење. Тренутно, се користат внатрешни плуг-типови изолатори, но имаат високи барања за начинот на поврзување, со значителни разлики во кревингот на наклон споредно со дизајнот на изолаторите со ивица-намотан.

4 Одреѓање на должината на низата на изолатори и минималното ваздушно раздалежина за UHV линии

4.1 Електрична изолационска раздалежина земана во предвид во дизајнот на UHV линии

Изоловните приспособности за 1000kV AC UHV линии мораат да осигураат безбедно и надежно функционирање при различни услови како што се силата на тока, превклучување на преоптоварување и удари молнии. Флешовите флешови на изолаторите се главни контролни фактори за низи на изолатори. Спољашните изоловни структури обично се пресметуваат на основа на толерантност на загадување, комбинирана со постојечки инженерски искуства, земајќи ги во предвид фактори како височина и ледена покрива. За превклучување на преоптоварување, се земаат множители на преоптоварување од 1.6p.u. и 1.7p.u.; кога највисоката оперативна напона на системот е 1100kV, ако превклучувањето на преоптоварување не може да контролира бројот на парчиња на изолатори и пресметаната вредност е помала од 50% од импулсната разрядна напона на низата на изолатори, постои ризик од импулсна разряд. Во UHV системите, ударот молнии нема директна врска со оперативната напона, а високото спољашно изоловно ниво прави ударот молнии да не биде детерминиран фактор.

4.2 Должина на низата на изолатори

Под загадени услови, должината на низата на изолатори се одредува со антизагадувачки методи. Тоа вклучува: (1) мерење на напонот на флешовање на загадување на различни изолатори под атмосферски услови за да се добие врската помеѓу 50% напонот на флешовање на загадување и густината на сол на различни изолатори; (2) мерење на издржливоста на изолаторите; (3) корекција и пресметка на густината на растворливи соли; (4) калибрација на ефектот на соодносот на прах-сол на површинското загадување на изолаторите; (5) корекција на нееднаквоста на горната и долната површина; (6) корекција на височина на високи висини; и (7) пресметка на бројот на дела на изолаторите под услови на максимална рабоча напона.

4.3 Одреѓање на минималната ваздушна раздалежина за UHV линии

4.3.1 Пресметка на минимален број на парчиња на изолатори за нормално функционирање

Оваа студија се фокусира на ключната научна тема за одбирање на минималната раздалежина за UHV преносни линии, користејќи ја еднокружна преносна линија како предмет на истражување. Исследува влијанието на ваздушната раздалежина на размерите на преносните кули под силата на тока и удари молнии, одредува минималната раздалежина на преносните кули со мерење на ваздушната раздалежина, и го зема предвид влијанието на деградацијата на изолаторите на структурите на преносните кули, предлагувајќи минимална раздалежина за преносните кули со разградба на изолаторите.

4.3.2 Одреѓање на раздалежина на превклучување на преоптоварување

Тоа вклучува одредување на статистичкиот фактор за координација за функционирање на превклучување на преоптоварување на основа на пресметката на радни импулсни разрядни напони U50% за поединечни ваздушни раздалежини.

Меѓу овие, Us претставува превклучување на преоптоварување, измерено во kV; Z е константа, така што е поставена на 2.45; за една ваздушна раздалежина, σ1 е поставена на 0.06; меѓу овие, σm е варијанса на повеќе ваздушни раздалежини, која е поставена на 0.024. Значи:

Значи, статистичкиот фактор за координација kckc за функционирање на преоптоварување на ваздушната раздалежина на линијата е:

5 Примена на композитни изолатори во ултра-високонапонски преносни линии

Кроз практичната работа на постојечките линии во нашата земја, откриено е дека користењето на композитни изолатори може да намали и трговските трошоци и загадувањето на електричната мрежа. Во загадени области, препорачливо е да се користат композитни изолатори. За 1000kV преносни линии, препорачливо е да се користат изолатори околу 9 метри високи, а во тешко загадени области, изолатори над 17 метри високи. Ако се прифатат повеќе серијски врски, височината на изолаторите може да се дополнително прилагоди, но тоа исто така ќе зголеми тежината и должината на изолаторите, што ќе зголеми трговските трошоци на линијата.

Во високи висини и тешко загадени области, композитните изолатори нудат повисоки економски и технички предности. Кога комбинираната должина на низата не надминува 10 метри, може да се намали областа на прозорецот на кула, да се контролира оптоварувањето на кулата и да се намали појавата на акциденси со флешовање. Затоа, композитните материјали изолатори имаат значителни предности во овие аспекти.За да се осигура долготрајна стабилна и надежна работа на ултра-високонапонските преносни линии, мора да се направи дубоко истражување.

От една страна, треба да се изведат истражувања за механичките својства на ултра-големи тонажи композитни материјали изолатори за да се формираат ефикасни стандарди и методи за испитување. Покрај тоа, додека се осигура еднакво притиснување на композитни изолатори, треба да се применат одговарачки мерки за да се справат со проблемите со електромагнетна interferencija и корона разряд за да се намали ризикот од ненадејни акциденси. Резонабилна метода на аркување осигурува ефикасно потиснување на арка.

Оптимизираните механички структури гарантираат дека повреден изолатор не ќе падне на земјата. Треба да се формираат стриктни стандарди за контрола на квалитетот за да се забрани неподобри продукти, со стриктна контрола на материјалите за стержините и џипоните, и подобрување на методите на производство од изворот за намалување на опасностите за безопасност во функционирањето. Токму во изградбата, треба да се применат научни процедури за складирање за да се контролираат потенцијалните повреди. Треба да се изведат ефикасни планови за одржување и инспекција за да се идентификуваат опасностите за безопасност и да се предуземат одговарачки мерки за да се осигура безопасност во производството.

6 Заклучок

Композитните изолатори се повеќе користат во електричната мрежа на Кина и стануваат важен дел од градбата на електричната мрежа. Со оглед на барањата за големи проекциони површини и услови на високи оптоварувања во ултра-високонапонските преносни линии, синтетичките изолатори треба да се дадат првенство над стаклените изолатори и други типови. Како што се зголемува скалата на ултра-високонапонските преносни линии, се појавуваат повеќе предизвици, што доведува до повисоки барања за нивната перформанса.

Покрај тоа, додека се осигура еднакво притиснување на композитни изолатори, треба да се применат одговарачки мерки за да се справат со проблемите со електромагнетна interferencija и корона разряд за да се намали ризикот од ненадејни акциденси. Резонабилна метода на аркување осигурува ефикасно потиснување на арка. Оптимизираните механички структури гарантираат дека повреден изолатор не ќе падне на земјата. Треба да се формираат стриктни стандарди за контрола на квалитетот за да се забрани неподобри продукти, со стриктна контрола на материјалите за стержините и џипоните, и подобрување на методите на производство од изворот за намалување на опасностите за безопасност во функционирањето.

Токму во изградбата, треба да се применат научни процедури за складирање за да се контролираат потенцијалните повреди. Треба да се изведат ефикасни планови за одржување и инспекција за да се идентификуваат опасностите за безопасност и да се предуземат одговарачки мерки за да се осигура безопасност во производството.