introduzione
Gli isolatori utilizzati nelle sottostazioni UHV da 1000kV richiedono una maggiore resistenza meccanica, buone prestazioni elettriche e prestazioni anti-inquinamento. Allo stesso tempo, gli isolatori da 1000 kV devono avere una maggiore affidabilità operativa a causa della loro stringa più lunga e del rilevamento e della sostituzione estremamente scomodi.
La stringa isolante in porcellana da 1000 kV presenta gli svantaggi di molti pezzi, struttura lunga e peso elevato. Allo stesso tempo, a causa della scarsa idrofobicità dei materiali in porcellana elettrica, le stringhe isolanti in porcellana sono soggette a flashover in ambienti umidi (come giorni di pioggia e nebbia). Pertanto, per aumentare la distanza di dispersione delle stringhe di isolanti vengono spesso prese misure come isolanti a valore zero sufficienti o rivestimento aggiuntivo di materiali antifouling RTV o PRTV. Tuttavia, ciò aumenterà ulteriormente la lunghezza della stringa isolante e il carico di lavoro di manutenzione. L'applicazione di isolanti sintetici nella rete elettrica è diventata anche un punto caldo di ricerca a causa dei vantaggi dell'elevata tensione di fulmini di inquinamento, dell'elevato tasso di utilizzo della distanza di dispersione e delle buone caratteristiche di accumulo dell'inquinamento. Gli isolatori sintetici (compresi gli isolatori a colonna e gli isolatori a sospensione) sono stati utilizzati per sostituire gli isolatori in porcellana in alcune sottostazioni da 750 kV e inferiori. Anche i passanti da 1000kVGIS delle sottostazioni da 1000kV, come le stazioni Jingmen e Wannan, utilizzano in parte materiali sintetici e funzionano bene.
Stato di sviluppo della stringa isolante in porcellana
Nelle sottostazioni UHV realizzate o in corso di realizzazione si abbina la specifica tipologia planimetrica del dispositivo di distribuzione 1000kV. L'isolante in porcellana di tipo a doppio ombrello o a triplo ombrello con una grande distanza di salita viene selezionato come stringa isolante di tensionamento incrociato nella stazione. Per la corda dell'isolatore penzolante, al fine di controllare la lunghezza della corda e garantire la distanza di sicurezza tra la linea di piombo e l'apparecchiatura sottostante, viene selezionato l'isolatore in porcellana del tipo a tre ombrelli. La distanza di dispersione in un unico pezzo dell'isolante in porcellana a tre ombrelli per isolatore a sospensione è di 545 mm.
Il numero di stringhe isolanti dipende dal livello di inquinamento della sottostazione. Per determinare viene utilizzato il metodo della distanza di dispersione o il metodo della tensione di tenuta al flashover da inquinamento: ma quando è difficile determinare le caratteristiche di resistenza all'inquinamento degli isolatori attraverso prove sul campo, anche il numero di stringhe di isolanti viene determinato o controllato cooperando con il livello di isolamento dell'isolatore di linea stringhe.
Per le sottostazioni UHV situate in aree sporche standard nazionali, secondo GB/T 26218.2-2010 "Selezione e determinazione delle dimensioni degli isolanti ad alta tensione per l'uso in condizioni sporche Parte 2: La distanza specifica di dispersione unificata specificata in "Porcelain and Isolatori in vetro per sistema CA" è di 43,3 mm/kV. Dopo aver considerato gli isolatori a valore zero, il numero di stringhe di isolatori sospesi da 1000 kV è di 59 pezzi. Ci sono anche alcune sottostazioni UHV situate nell'area contaminata di livello d2. In combinazione con GB/T 26218 .2-2010 e le normative pertinenti della società di gestione dell'energia elettrica sulla configurazione dell'isolamento, la distanza specifica di dispersione unificata è fissata a 48,5 mm/kV. A questo punto, il numero di isolatori penzolanti dovrebbe essere aumentato di conseguenza. Quando il livello dell'area contaminata è ulteriormente aumentata, è necessario adottare altre misure in quanto l'attuale apparecchiatura per palo in porcellana da 1000 kV non è in grado di soddisfare i requisiti della configurazione di isolamento esterno. Pertanto, non è più misurabile utile per aumentare semplicemente la distanza di dispersione della stringa isolante.
Secondo i risultati dello studio sull'oscillazione del filo da 1000kV in periodi diversi, l'influenza della deflessione del vento del filo sulla distanza tra le fasi è limitata. La stringa isolante di tensionamento di tipo I singolo, doppio I o V può essere utilizzata per l'incrocio delle linee in entrata e in uscita del dispositivo di distribuzione 1000kV. La stringa isolante di tipo V viene generalmente utilizzata per la linea bus principale e una singola stringa isolante penzolante di tipo I o V può essere utilizzata per la linea di piombo e il ponticello. Nella sottostazione UHV che è stata costruita, la stringa isolante sospesa da 1000kV adotta principalmente una struttura a V per limitare l'oscillazione del filo e ridurre la larghezza del telaio. Per la sottostazione UHV nell'area contaminata di livello D, la stringa del gruppo di stringhe isolanti penzolanti di tipo V da 1000 kV seleziona generalmente un foglio isolante in porcellana a tre ombrelli da 160 kN, con un'altezza della struttura singola di 160 mm, una distanza di dispersione di 545 mm e il numero di fogli isolanti da 59 pezzi.
La stringa isolante sospesa da 1000 kV nella sottostazione UHV viene utilizzata principalmente per appendere il filo conduttore dalle linee in entrata e in uscita alla boccola GIS e la stringa isolante è dotata di clip di tensionamento. Attraverso il calcolo, si scopre che solo quando l'angolo incluso della stringa isolante di tipo V è maggiore dell'angolo massimo di deflessione del vento del filo, la stringa isolante può essere rilassata sotto la massima deflessione del vento del filo e impedire l'isolamento dalla caduta o dal danneggiamento sotto pressione.
Schema della corda dell'isolatore di sospensione
La stringa isolante sospesa da 1000 kV nella sottostazione CA UHV adotta una struttura di sospensione di tipo V. La massa dell'isolante è considerata di 160 kN. Determinazione della distanza superficiale per isolanti sintetici. Secondo GB/T26218.3 -- 2010 "La selezione e le dimensioni degli isolatori ad alta tensione per l'uso in condizioni sporche Parte 3: Secondo "Isolante composito per sistema CA", a causa delle caratteristiche di forma e materiale, la resistenza all'inquinamento dell'isolante a ombrello in gomma siliconica è solitamente migliore di quello dell'isolante in porcellana o dell'isolante in vetro quando la distanza di dispersione è la stessa.Se si considera solo la tolleranza all'inquinamento o il flashover, la distanza di dispersione può essere ridotta quando si utilizza l'isolante sintetico.Tuttavia, rispetto a i tradizionali materiali in porcellana, i materiali in gomma siliconica sono più soggetti al deterioramento sotto l'azione dell'ambiente, del campo elettrico e dell'arco, il che ridurrà le prestazioni di inquinamento e la durata degli isolanti in determinate condizioni.Pertanto, isolanti sintetici con la stessa distanza di dispersione della porcellana o gli isolanti in vetro sono consigliati per evitare deterioramenti, problemi di scariche elettriche e migliorare le prestazioni di inquinamento condizioni sporche standard d, si raccomanda che la distanza di dispersione dell'isolante sospeso sintetico da 1000 kV non sia inferiore a 545x59=321.55 (mm).
Secondo le condizioni tecniche, fare riferimento allo schema delle stringhe isolanti in porcellana, attraverso l'indagine del produttore.
L'assemblaggio della corda isolante sintetica è fondamentalmente uguale a quello della corda isolante in porcellana. A causa di limitazioni di qualità, l'anello di sospensione a forma di U, l'anello di estensione, la piastra di collegamento, l'anello di regolazione e il morsetto di tensionamento utilizzati nell'assemblaggio della corda isolante sintetica sono gli stessi utilizzati nella corda isolante in porcellana. Considerando la differenza di proprietà elettriche tra il materiale sintetico e il materiale porcellanato. L'anello di equalizzazione della tensione e l'anello di schermatura utilizzati per la stringa isolante possono essere diversi, il che deve essere determinato dopo un'analisi specifica del campo elettrico dello schema di assemblaggio e connessione. Perché la stringa isolante sintetica con mandrino di connessione rigido, per l'intera struttura di connessione. È conveniente installare e costruire la stringa in loco. Dopo l'installazione, non ci sarà alcun effetto a forma di "U" causato dalla lunga lunghezza del filo isolante in porcellana. Pertanto, viene adottata una stringa isolante composita. È possibile sostituire gli anelli a sella con anelli da pista più semplici per la serie di anelli di equalizzazione della pressione appesi a V.
Corda isolante sospesa di tipo V
L'uso della stringa isolante a "V" per linee di trasmissione compatte e compatte può limitare efficacemente l'ampiezza di oscillazione del filo, riducendo così le dimensioni della testa della torre e la larghezza dinamica e statica del corridoio. A causa della distanza ravvicinata tra i fili trifase, la potenza di trasmissione naturale e l'ambiente elettromagnetico delle linee sono migliori di quelli delle linee ordinarie. L'angolo della corda isolante a "V" influisce direttamente sulla dimensione della testa della torre e sullo stress della corda isolante. Secondo un gran numero di dati di ricerca e progettazione raccolti in patria e all'estero, l'angolo incluso della stringa di tipo "V" è fondamentalmente compreso tra 70 gradi e 120 gradi. Il carico della stringa isolante "V" è complicato, che non è solo correlato al carico verticale, ma anche correlato all'angolo incluso, al carico orizzontale e al carico longitudinale della stringa isolante "V". Maggiore è l'angolo incluso della corda isolante a "V", maggiore è il carico verticale, orizzontale e longitudinale.
Analisi tecnica ed economica
Dopo l'uso di materiali sintetici, la lunghezza della stringa dell'isolatore di sospensione da 1000kV può essere ridotta di quasi 1 m. In base alla disposizione e allo schema di connessione dell'unità di distribuzione da 1000kV, l'altezza del telaio della linea di ingresso e di uscita può essere ridotta da 41 m a 40 m. Allo stesso tempo, considerando che la massa di una singola stringa isolante sintetica è di circa 1,2 t inferiore a quella della stringa isolante in porcellana, riottimizzando il design dei telai in ingresso e in uscita, ogni pin del telaio in ingresso (larghezza 49 m ) potrebbe far risparmiare circa 2 t di acciaio e ogni perno del telaio in filo in uscita (larghezza 51 m) potrebbe risparmiare circa 2,5 t di acciaio. Calcolato al prezzo dell'acciaio di 10,000 yuan /t, ogni pin del frame in entrata potrebbe far risparmiare circa 20.000 yuan e ogni pin del frame in uscita potrebbe far risparmiare circa 25.000 yuan. Combinato con la stima dell'investimento in materiale isolante e la quotazione del produttore. Il prezzo di un singolo isolante in porcellana è di 139 yuan e il prezzo di un singolo isolante sintetico è di 4600 yuan. Se l'assemblaggio della stringa di isolante è lo stesso, l'investimento di ogni stringa di isolante sintetico è di circa 7200 yuan inferiore a quello della stringa di isolante in porcellana.
Sebbene la stringa isolante sintetica da 1000 kV presenti alcuni vantaggi tecnici ed economici rispetto alla stringa isolante in porcellana, il tempo di funzionamento dell'isolante sintetico è più breve. Come ritardare l'effetto dell'invecchiamento dei materiali sintetici e migliorare la produzione e il livello tecnologico degli isolanti è ancora un fattore importante che limita la divulgazione e l'applicazione dell'isolante sintetico nelle stazioni UHV. Sono necessari continui studi di follow-up. Inoltre, l'applicazione della stringa isolante sintetica da 1000 kV dovrebbe essere combinata con l'analisi del campo elettrico per ottimizzare ulteriormente la progettazione dell'anello di bilanciamento della tensione e dell'anello di schermatura della stringa isolante. Sui risultati della ricerca internazionale degli ultimi anni. Gli isolanti sintetici non sono un prodotto esente da manutenzione. L'esperienza operativa mostra che l'idrofobicità degli isolanti sintetici diminuirà a vari livelli dopo l'operazione per un certo numero di anni sotto l'azione di ozono, luce ultravioletta, umidità, stress elettrico ad alta e bassa temperatura e altri fattori esterni, che è la ragione principale per il "flashover sconosciuto" nel funzionamento degli isolatori compositi. Pertanto, dopo l'applicazione su larga scala di isolanti sintetici. Vale anche la pena prestare attenzione a come eseguire un buon monitoraggio online delle sue prestazioni di corsa.
Riassumere
Considerando il peso dell'isolatore di 160 kN, viene ancora adottata la struttura di sospensione di tipo V. In condizioni di inquinamento standard nazionale d, la distanza di dispersione dell'isolante non deve essere inferiore a 32155 mm. Considerando il peso e la modalità di connessione della stringa isolante sospesa da 1000 kV, la stringa isolante sintetica da 1000 kV e la stringa isolante in porcellana possono essere assemblate allo stesso modo. L'angolo incluso della corda a forma di V è ancora considerato di 65 gradi, quindi la corda isolante non sarà danneggiata dalla compressione e soddisferà i requisiti di progettazione.