В высоковольтных и сверхвысоковольтных выключателях с неподвижным танком ROCKWILL (серии RHD/RHB, 72,5 кВ-800 кВ) внешняя изоляция может быть оснащена либо традиционными высокопрочными фарфоровыми изоляторами, либо композитными изоляторами из силиконовой резины. Между этими двумя типами есть значительные различия в механических характеристиках, устойчивости к загрязнению, сейсмической устойчивости, транспортировке, установке и полной стоимости жизненного цикла. Ниже приведен систематический сравнительный анализ.
I. Структурные различия
| Пункт |
Фарфоровая втулка |
Композитная втулка из силиконового каучука |
| Структура материала |
Электротехнический фарфор, спеченый при высокой температуре + емкостное ядро/проводящий стержень, глазурованная поверхность |
Стекловолоконный стержень из эпоксидного композита FRP + юбки из силиконового каучука, вулканизованного при высокой температуре (HTV) |
| Характеристики |
Твердая износостойкая поверхность, зрелая технология, длительный срок эксплуатации, большой вес |
Легкий (~20%-40% от веса фарфора), гибкая структура, естественная гидрофобность, высокая ударопрочность |
Стандартная конфигурация ROCKWILL обычно включает фарфоровые изоляторы, но по требованиям проекта доступны также композитные изоляторы.
Композитный изолятор из силиконового каучука
II. Сравнение электрических характеристик
| Пункт |
Фарфоровая изоляторная втулка |
Изоляторная втулка из силиконового каучука |
| Сопротивление сетевому и грозовому импульсному напряжению |
Отличное, соответствует IEC 62271-100 |
Отличное, также соответствует IEC 62271-100 |
| Распределение электрического поля |
Стабильное |
Стабильное (благодаря правильному дизайну пластины) |
| Срок службы изоляции |
≥30 лет |
25-30+ лет (высококачественная формула) |
| Характеристики старения |
Отличные, минимальное ухудшение |
Хорошие, требует долгосрочного мониторинга гидрофобности при воздействии УФ-излучения |
Заключение
: Оба типа обеспечивают эквивалентную основную электрическую изоляцию, соответствующую стандартам дизайна продуктов ROCKWILL с неподвижным баком. Различия в основном касаются адаптивности внешней изоляции к окружающей среде, а не уровня изоляции как такового.
Фарфоровая изоляторная втулка
III. Противозагрязнительная перекрытичная устойчивость
Фарфоровая изоляторная втулка
- Поверхность глазури гидрофильна, легко притягивает солевой туман и промышленную пыль
- Образует непрерывную проводящую водяную пленку во влажных условиях → увеличение утечки тока
- Требуется периодическая очистка или покрытие антизагрязняющим составом на основе RTV в зонах загрязнения III класса и выше
Композитная втулка из силиконового каучука
- Обладает гидрофобностью и передачей гидрофобности — слой загрязнения также остается водоотталкивающим
- Вода на поверхности собирается в капли, а не образует непрерывную пленку, что приводит к крайне низкой утечке тока
- Напряжение перекрытия при загрязнении обычно на 30%-50% выше, чем у эквивалентных фарфоровых втулок, подходит для прибрежных районов с солевым туманом, зон сильного промышленного загрязнения и областей с высокой влажностью
Рекомендация ROCKWILL: Для прибрежных регионов/районов с сильным загрязнением (прибрежные районы, химические промышленные парки) → следует отдавать предпочтение композитным втулкам.
IV. Механические и сейсмические характеристики
| Пункт |
Фарфоровая втулка |
Композитная втулка из силиконового каучука |
| Свойства материала |
Хрупкий неорганический материал, хорошая сжимаемость, но низкая устойчивость к изгибу и удару |
Прочность на изгиб стержня из композитного стеклопластика 120-150 кН, хорошая прочность |
| Сейсмостойкость |
Риск разрушения фарфора в зонах с высокой сейсмической активностью |
Гибкая конструкция, способна выдерживать более высокое сейсмическое ускорение (≥0.4g) |
| Влияние веса |
Увеличивает нагрузку на верхнюю часть резервуара |
Значительно снижает нагрузку на верхнюю часть, улучшая общую сейсмическую устойчивость выключателя с неподвижным резервуаром |
Выключатели ROCKWILL с неподвижным баком имеют конструкцию с низким центром тяжести для отличной сейсмической устойчивости. Использование композитных изоляторов дополнительно снижает риск отказа внешней изоляции в зонах с высокой сейсмической активностью.
V. Безопасность и взрывозащищенность
- Фарфоровый изолятор: внутренние неисправности, вызывающие резкий скачок давления, могут привести к взрыву фарфора, при этом керамические осколки создают дополнительный риск повреждения находящегося поблизости оборудования и персонала.
- Композитный изолятор из силиконовой резины: не образует крупных хрупких обломков; основной режим отказа — деформация/трещиноватость с минимальным количеством обломков, что обеспечивает большую безопасность для персонала и соседнего оборудования.
Рекомендация: для плотно расположенных городских подстанций, подземных подстанций и случаев, требующих взрывозащиты, рекомендуется использование композитных изоляторов.
VI. Транспортировка и монтаж
| Пункт |
Фарфоровая изоляторная втулка |
Композитная изоляторная втулка из силиконового каучука |
| Вес единицы |
Тяжелый, требует специального подъемного оборудования |
Легкий, может быть перемещен вручную или с использованием небольшого подъемного оборудования |
| Сложность подъема |
Высокая, требуется строгое предотвращение столкновений |
Низкая |
| Степень повреждения при транспортировке |
Относительно высокая (риск микротрещин) |
Низкая |
| Эффективность установки |
Средняя |
Высокая, подходит для удаленных/экспортных проектов |
Для экспортных проектов (Южная Америка, Ближний Восток, Африка и т.д.) и районов с труднодоступными горными перевозками композитные изоляторы могут значительно снизить логистические затраты и вероятность повреждения груза.
VII. Срок службы и обслуживание
- Фарфоровый изолятор: сам корпус подвергается минимальному старению, но в зонах сильного загрязнения требуется периодическая очистка/нанесение антизагрязняющего покрытия — высокая нагрузка на обслуживание.
- Композитный изолятор из силиконовой резины: практически не требует обслуживания для очистки; гидрофобность сохраняется на протяжении многих лет, требуются только периодические проверки класса гидрофобности (HC). После длительного воздействия УФ-излучения возможно появление мела на поверхности, обычно оценивается необходимость замены после 15-20 лет эксплуатации.
С точки зрения полной стоимости жизненного цикла (LCC), композитные изоляторы имеют немного более высокие первоначальные инвестиции в зонах сильного загрязнения, но значительно ниже затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание.
VIII. Рекомендации ROCKWILL по выбору оборудования
Выключатели SF6 серии RHD/RMR компании ROCKWILL с неподвижным баком могут быть гибко сконфигурированы с использованием любого типа изолятора в зависимости от условий эксплуатации:
| Сценарий применения |
Рекомендуемая конфигурация |
| Традиционные наземные подстанции класса загрязнения I-II экономически чувствительные проекты |
Фарфоровая изоляторная втулка (стандартная конфигурация) |
| Побережье с солевым туманом зоны сильного промышленного загрязнения районы с высокой влажностью/высокими температурами (класс загрязнения III-IV) |
Композитный изолятор из силиконового каучука |
| Зоны с высокой сейсмической активностью (интенсивность VIII и выше) густонаселенные городские районы |
Композитный изолятор из силиконового каучука (взрывозащищенный + сейсмостойкий) |
| ЭВО 245 кВ и выше проекты по транспортировке на большие расстояния |
Приоритет отдаётся композитному изолятору из силиконового каучука |
| Когда приоритетом является минимизация затрат на обслуживание и ремонт в течение всего жизненного цикла |
Композитный изолятор из силиконового каучука — явное комплексное преимущество |
IX. Тенденции в отрасли
В настоящее время основные международные производители (Hitachi Energy, Siemens Energy, GE Vernova, Mitsubishi и др.) все чаще используют композитные изоляторы на основе силиконовой резины для внешней изоляции оборудования с мертвым баком / GIS на напряжение 145 кВ и выше. ROCKWILL также может предоставить сертификаты типовых испытаний как для фарфоровых, так и для композитных изоляторов в соответствии с техническими спецификациями заказчика, чтобы удовлетворить дифференцированные требования различных энергетических компаний.
Редактировано из:Garca
Вход
