Investigatio super Aparatibus Transmissoribus Ultra-Altae Tensionis Isolatorum Gaseorum

Ut activiter respondeat ad desideria developmentis in industria electrica, nostra societas investigavit intensius errores in constructione rete in quodam loco et praebuit supportum operationis et maintenance pro projectis transmissionis et transformationis DC UHV in regionibus altitudinis magna per installationem et optimisationem schematum designorum apparatus UHV. Area totalis terrae situs constructionis est 2,541.22 m², cum area netta terrae 2,539.22 m². Strata geologica in situ constructionis, de summo ad infimum, constat ex terra loessi similis, loesso, paleosolo, et argilla siltosa—quattuor strata fundamenti. Geologia est complexa et subiecta longo effectui altitudinis magnae, quod facile ducit ad errores lineae transmissionis.

In hoc contextu, nostra societas calculavit projectum et determinavit coefficientem edificationis projecti esse 61.48%, et profunditas aquarum subterraneae variat inter 8.8 et 8.9 m, quae ostendit certum gradum corrosivitatis ad structuras concretas in projecto. Nostra societas principaliter se occupat projecto transmissionis et transformationis 110 kV, et scala constructionis demonstratur in Tabula 1.

Tabula 1: Scala Constructionis Projecti Transmissionis UHV Insulata Gas

Praeterea, nostra societas etiam fortius considerare debet ambitum pressionis tolerabilis apparatorum transmissivorum ultra-altae tensionis insulatorum gaseorum et recte insulatores post et insulatores typi basin uti ad operationem longam stabilam transformatorum assecurandam.

1. Progressio Modello Resistentiae Contactus
Cum per conductores currentiferentes supercurrens currentis facile occurrere possit in operatione huius operis, opus est vitare formationem puncti conductivi. Hoc potest fieri per intellectum de area puncti augendum et comportamentum constrictionis viarum currentium apprehendendum [1]. Ita, per observationem in loco intensificandam ad variationes lineae currentis circumstantis intelligendas, distributio superficiei terrenae, currentis ad terram, fontis electrici et puncti wireless remoti potest ad microscopico analyzari, permittens intellegentiam perfectam de inaequalitatibus quae in faciebus contactus occurrunt, ut in Figura 1 demonstratur.

Per modello contactus constitutum, haec scriptura, in coniunctione cum applicatione apparatorum transmissivorum ultra-altae tensionis insulatorum gaseorum, resistentiam constrictionis unius puncti contactus realem definivit ut:
Re = (ρ₁ + ρ₂) / 4α,
ubi: Re repraesentat resistentiam constrictionis unius puncti contactus; ρ₁ et ρ₂ sunt resistivitates materialium contactantium; et α denotat radium puncti contactus.

Ita, magnitudo resistentiae contactus per methodum correctionis basata in contorno digitorum contactus strigilatis accurate analyzari potest. Porro, per parametris materialium apparatorum transmissivorum insulatorum in zona contactus examinatos, possibile est determinare quod materiale ad connexionem utendum sit, ut in Tabula 2 ostenditur.

Tolerantia pressionis apparatorum transmissorum ultra altae tensionis (UHV) insulatorum gas est 1,000 kV, cum maxima tolerantia pressionis 1,683 kV, quae securitatem transmissoris electricitatis garantit. Capacitas transmissoria huius potest esse 2.4 ad 5 vices maior quam transmissio extra altae tensionis (EHV) 500 kV. Gas SF₆ purum ut medium insulatorium usatur, cum pressione impletoria 0.3–0.4 MPa. In secunda generatione GIL (Gas-Insulated Line), mixtura 20% SF₆ et 80% N₂ volumetrica ut medium insulatorium usatur, cum pressione impletoria 0.7–0.8 MPa. Alternativiter, aer compressus siccus et mundus ut medium usari potest, cum pressione impletoria 1–1.5 MPa. Propterea, electio gas insulatorii iuxta conditiones loci determinanda est, ut stabile operatio apparatorum UHV insulatorum gas in projecto assecuretur. Pressio operativa gaseosum potest etiam moderate augmentari, et methodi installationis superliminariae adoptari possunt, ut apparatus idoneus sit pro nunc existente nive tensionis UHV.

Personale debet quoque statum coniunctionis junctorum materialis principalis in apparatu UHV insulatorum gas diligenter observare, ut capacitas ferendi eius augeatur. Ratio gracilitatis membrorum structurae principalis calculanda est:
λ₀ = kL₀ / r,
ubi: λ₀ denotat rationem gracilitatis membrorum principalium coniunctorum; k est coefficient correctivus; L₀ est longitudo membrorum principalium apparatorum UHV insulatorum gas; et r est radius gyrationis membrorum principalium.

2.Medidae Applicationis Apparatorum UHV Insulatorum Gas

2.1 Verificatio Tensionis Ductus Matris et Conductoris
Durante applicatione apparatorum UHV insulatorum gas, status tensionis ductus matris tubiformis considerandus est. Pressio interna 0.6 MPa, et elevatio centri ductus matris 7.7 m. In systemate transmissionis externo existente, maximum interregnum inter duos supportus 12 m. Vis externa agens in conductor similiter 0.6 MPa, et tensio permittibilis utroque componentibus 110 MPa. Systema transmissionis fixatur per insulatores sustentantes triviarios et conductores.

Primo, diametrus externus ductus matris 500 mm, et conductoris diametrus externus 160 mm. Si pressio interna praesens, diametrus externus immutatus permanere debet, et crassitudo parietis convenienter augmentari debet—ab 5 mm ad 20 mm. Ex curva variationis crassitudinis-tensionis primariae, invenitur initialem tensionem ductus matris 18.45 MPa, quae 16.71% tensionis materialis permittibilis occupat; initialem tensionem conductoris 3.45 MPa, quae 3.71% tensionis permittibilis occupat. Hoc indicat, quando diametrus externus constans manet, crassitudo parietis significanter affectat responsionem pressionis, specialiter influens in primam tensionem principalem tubi. Pressio interna valores tensionis structurae pipeline alterat—specialiter pro tubis parietis tenuis—and methodi evaluationis GIL uti possunt ad determinandum an pressio ductus matris et conductoris affectat.

Secundo, pipelines portantium pressionem in apparatorum UHV insulatorum gas—sicut pipelines pressionis et risers altae tensionis—affectant performance operationis. Analysin tensionis structurarum pipeline parietis tenuis oportet facere uti formula sequenti ad calculandum normalem tensionem circumferentialem σₜ in sectione longitudinali tubi:
σₜ = ρD / (2δ),
ubi: ρ est pressio interna tubi; D est diametrus internus tubi; et δ est crassitudo parietis tubi. Cum mutatio nivel tensionis, bushings diametri majoris praefertur pro nivibus tensionis superioribus, dum bushings minoris diametri satis sunt pro nivibus inferioribus.

2.2 Clarificatio Characteristicarum Contactus Electrici Gas
In apparatorum UHV insulatorum gas, gaseos primarios utentes includunt SF₆, mixturam nitrogeni-oxygeni, et N₂. Investigatio horum gasorum fortificanda est, ut differentias eorum in characteristicis contactus electrici intellegantur. Ad digitos contactus strati, SF₆ uti potest ut medium insulatorium, ut plene utilitatem arc-quenching et insulationis eius exerceat. Resistentia contactus totalis (Rₜ) utitur ad describendum comportamentum electricum structurarum portantium currentem:
Rₜ = Rₚ + R꜀₁ + R꜀₂,
ubi: Rₚ est resistentia bulki; R꜀₁ est resistentia contactus electrodii superioris; et R꜀₂ est resistentia contactus electrodii inferioris. Sic intelligitur, ut dielectrica vis SF₆ dependeat a pressione gas—quo maior pressio, eo maior dielectrica vis.

2.3 Optimalis Designi Spatii Campi Electrici
In hoc projecto, campi electrici interni paululum non uniformis, cum coefficiente non-uniformitatis circa 1.7. Si conditiones tolerantiae pressionis impulsionis fulminantis in area existunt, stress in lineis transmissionis augetur, cum coefficiente impulsionis 1.25. Primo, iuxta conditiones tolerantiae pressionis frequentiae potentiae et impulsionis fulminantis in regione, valor culminis confirmari debet intra ambitum 1.6–1.7, ut sine difficultate operatio apparatorum UHV insulatorum gas assecurata sit.

Intellecta structura cylindrica coaxialis, vis electrica E(x) in regione computari potest, ut scenarii requirantes optimisationem identificantur:
E(x) = U / [x · ln(R/r)],
ubi: x est distantia inter conductor et enclosure; U est voltage applicatum ad electrodium; R est radius internus enclosure; et r est radius externus conductoris centralis. Hoc permittit aestimationem, utrum superficies conductoris centralis possit laedi sub maxima vi campi. Securitas campi electrici controlanda est, et performantia mechanica augebitur.

Durante constitutione infrastructurae campi electrici, actualis capacitas ferendi apparatorum UHV insulatorum gas in fundamento verificanda est, et calculi tensionis complecti debent:
P = A × F,
ubi: P est capacitas ferendi apparatorum; A est area sectionalis turris transmissionis; et F est vis materialis. Praeterea, si fundamentum consistit argillae siliceae, subgradus consolidandus est antequam installatio lineae superliminaris procedat.

Per designum optimizatum considerando structuram producti et capacitatem manufacturam, altas performance insulatorias sub conditionibus impulsionis fulminantis assecurari possunt. Secundo, si cella gas longa, installatio apparatorum UHV insulatorum gas difficilior fit. In talibus casibus, pressio operativa localis gaseosum posset ad 0.4–0.5 MPa per designum campi electrici ponenda, ut particulae conductoriae normaliter operentur sub influentia campi electrici, sine inductione partialis discharge vel breakdown spati gas.

Denique, ex conditionibus specialibus apparatorum ultra-altae tensionis insulatorum gas-insulatorum, diametrum externum virgae conductoris debet designari ut 130 mm, et diametrum internum clausurae ut 480 mm. Cuique adhibenda est cura in sectione insertoria: crassitudo parietis debet constituere 30–40 mm, et spatium interstitiale debet esse <1 mm. Si radius exteri marginis sectionis insertoriae constituitur 5 mm, variatio fortitudinis electrici campi potest melius intelligi—maior fortitudo campi prope marginem respondet maiori radio, minor fortitudo campi respondet minori radio. Sub praesupposito controlis concentrationis localis campi electrici, fortitudo excessiva in spatio interstitiali prohibenda est, faciens ut designatio initialis connexionis electricae apparatorum ultra-altae tensionis insulatorum gas-insulatorum et satisfaciens requirementis distributionis signalis campi electrici.

2.4 Rationalis Designatio Insulatoris
Quoniam insulatoris in apparatis ultra-altae tensionis insulatorum gas-insulatorum operantur secundum terram, eorum tensio fulgurationis minor est quam tensio resolutionis spatii, quod eos facit locum infirmum in insulatione electrice. Propterea, consideranda sunt spatia, et fortitudo campi sub conditionibus impulsus fulminis debet intelligi ad recte designandas partes insulatorias.

2.4.1 Potentior Controlis Fortitudinis Campi Insulatoris
Ex conditionibus constructionis projecti, nostra societas studiavit phaenomena fulgurationis super superficies insulatorum, includentes effectus materiae insulatoris, structurae, et caricae superficiei. Contaminatio particulae metallica evitanda est. Rationabilis structura apparatorum ultra-altae tensionis insulatorum gas-insulatorum assequitur per combinandum gaz SF₆, materiae insulatoriae, et componentes insertos. Ex usu priori designandi insulatorum, fortitudo campi in operatione limitari potest ad dimidiam partem normalis spatii campi electrici in operatione. In apparatis puris SF₆-insulatorum, pressio gasea in operatione retineri potest ad 0.4–0.5 MPa.

Fortitudo verticalis campi electrici (Eₛ) potest calculari ut:
Eₛ = 45.5p + 1.7,
ubi p est pressio gasea. Itaque, ex tectu tensionis apparati, fortitudo designata campi in superficie conductoris centralis controllari potest intra 19.9–24.5 kV/mm, dum fortitudo campi in superficie insulatoris non debet superare 10 kV/mm. Certificando insulatoribus internis insertis in campo electrico, incrementa abrupta campi sub influentia ultra-altae tensionis prohibentur, minuendo periculum falli insulationis et faciendo longam applicationem apparatorum ultra-altae tensionis insulatorum gas-insulatorum in projecto.

2.4.2 Optimizata Designatio Insulatoris Typi Pelves
Datum complexum terrain projecti et necessitatem simulationis campi electrici, designatio insulatoris typi pelves debet augeri—specialiter omittere electrodes protectrices. Haec structura permittit observare intensitatem campi electrici iuxta latus conductoris altae tensionis insulatoris. Si fortitudo campi magna est, valor maximus in superficie convexa reperitur 12.7 kV/mm et 13 kV/mm in superficie concava; superare hos limines indicat operationem anormalem. Quando intensitas campi electrici iuxta insulatorem magna est, maximum tensio operationis frequenciae potentiae debet retineri infra 3.4 kV/mm. Installando electrodes protectrices in insulatoribus typi pelves, ulterius optimizatur et simulatur campum electricum.

Secundum priores methodos connexionis electricae, magnitudo electrode protectricis diligenter controllanda est, et connecter insertorius electricus debet collocari ad marginem insulatoris typi pelves ad accentuandam effectum protectionis electrode, sic meliorans distributionem campi electrici apparatorum ultra-altae tensionis insulatorum gas-insulatorum.

3. Conclusio
Ut complectatur requirementes developmentis compendiosae societatum electricarum, nostra societas debet ulterius roborare studia in apparatis ultra-altae tensionis insulatorum gas-insulatorum. Ex conditionibus specificis operationis, problemata debent analyzari et solvi per methodos sicut constituendo modello resistentiae contactus, verificando stress ductus bus et conductoris, clarificando characteristicae contactus electrici gasei, optimizando designatio spatii campi electrici, et rationabiliter designando insulatoris—sic extendendo vitam utilitatis apparatorum.