Introducció
Els aïllants utilitzats en subestacions UHV de 1000 kV requereixen una major resistència mecànica, un bon rendiment elèctric i un rendiment anticontaminació. Al mateix temps, cal que els aïllants de 1000 kV tinguin una major fiabilitat operativa a causa de la seva cadena més llarga i de la seva detecció i substitució extremadament incòmodes.
La corda aïllant de porcellana de 1000 kV té els inconvenients de moltes peces, estructura llarga i gran pes. Al mateix temps, a causa de la pobra hidrofobicitat dels materials de porcellana elèctrica, les cordes d'aïllament de porcellana són propenses a fulminar-se en ambients humits (com ara els dies de pluja i boira). Per tant, sovint es prenen mesures com ara suficients aïllants de valor zero o recobriment addicional de materials antiincrustantes RTV o PRTV per augmentar la distància de fuga de les cadenes d'aïllants. Tanmateix, això augmentarà encara més la longitud de la cadena aïllant i la càrrega de treball de manteniment. L'aplicació d'aïllants sintètics a la xarxa elèctrica també s'ha convertit en un punt d'investigació a causa dels avantatges de la tensió del llamp d'alta contaminació, l'alta taxa d'utilització de la distància de fuga i les bones característiques d'acumulació de contaminació. S'han utilitzat aïllants sintètics (inclosos aïllants de pilars i aïllants de suspensió) per substituir els aïllants de porcellana en algunes subestacions de 750 kV i inferiors. Les bosses de 1000 kVGIS de les subestacions de 1000 kV, com les estacions de Jingmen i Wannan, també utilitzen parcialment materials sintètics i funcionen bé.
Estat de desenvolupament de la corda aïllant de porcellana
A les subestacions UHV que s'han construït o estan en construcció, es combina el tipus de traçat específic del dispositiu de distribució de 1000 kV. L'aïllant de porcellana de tipus doble paraigua o triple amb una gran distància d'escalada es selecciona com a corda aïllant de tensió transversal a l'estació. Per a la corda aïllant penjant, per controlar la longitud de la corda i assegurar la distància clara entre la línia de plom i l'equip que hi ha a sota, es selecciona l'aïllant de porcellana de tres paraigües. La distància de fuga d'una sola peça de l'aïllant de porcellana de tres paraigües per a l'aïllant de suspensió és de 545 mm.
El nombre de cordes aïllants depèn del nivell de contaminació de la subestació. Per determinar, s'utilitza el mètode de la distància de fuga o el mètode de tensió de resistència a la contaminació: però quan és difícil determinar les característiques de resistència a la contaminació dels aïllants mitjançant proves de camp, també es determina o es verifica el nombre de cadenes d'aïllants cooperant amb el nivell d'aïllament de l'aïllant de línia. cordes.
Per a subestacions UHV situades a la zona bruta d'estàndard nacional, d'acord amb GB/T 26218.2-2010 "Selecció i determinació de la mida d'aïllants d'alta tensió per utilitzar-los en condicions brutes Part 2: la distància específica de fuga unificada especificada a "Porcellana i Aïllants de vidre per al sistema de CA" és de 43,3 mm/kV. Després de considerar els aïllants de valor zero, el nombre de cadenes d'aïllants suspesos de 1000 kV és de 59 peces. També hi ha algunes subestacions UHV situades a la zona contaminada del nivell d2. Combinat amb GB/T 26218 .2-2010 i les regulacions rellevants de l'empresa d'explotació d'energia elèctrica sobre la configuració d'aïllament, la distància específica de fuga unificada s'estableix en 48,5 mm/kV. En aquest moment, el nombre d'aïllants penjants s'ha d'augmentar en conseqüència. Quan el nivell de l'àrea contaminada s'incrementa encara més, s'han de prendre altres mesures, ja que l'equip de postes de porcellana de 1000 kV existent no pot complir els requisits de configuració d'aïllament extern. És útil simplement augmentar la distància de fuga de la cadena aïllant.
Segons els resultats de l'estudi sobre el balanceig del cable de 1000 kV en diferents períodes, la influència de la deflexió del vent del cable en la distància entre fases és limitada. La cadena d'aïllants de tensió de tipus I, doble I o V es pot utilitzar per a la línia transversal de les línies d'entrada i sortida del dispositiu de distribució de 1000 kV. La cadena aïllant de tipus V s'utilitza generalment per a la línia de bus principal, i la cadena d'aïllants penjants de tipus I o V es pot utilitzar per a la línia de baixada i el pont. A la subestació UHV que s'ha construït, la cadena aïllant suspesa de 1000 kV adopta principalment una estructura en forma de V per limitar el balanceig del cable i reduir l'amplada del marc. Per a la subestació UHV a l'àrea contaminada de nivell D, la cadena de grup de cordes d'aïllants penjants de tipus V de 1000 kV generalment selecciona una làmina aïllant de porcellana de tres paraigües de 160 kN, amb una alçada d'estructura única de 160 mm, una distància de fuga de 545 mm i el nombre de làmines aïllants de 59 peces.
La cadena d'aïllants suspesos de 1000 kV a la subestació UHV s'utilitza principalment per penjar el cable de plom de les línies d'entrada i de sortida a la boquilla GIS, i la cadena d'aïllament està equipada amb un clip de tensió. Mitjançant el càlcul, es troba que només quan l'angle inclòs de la cadena aïllant de tipus V és superior a l'angle màxim de deflexió del vent del cable, es pot relaxar la cadena aïllant sota la màxima deflexió del vent del cable i evitar que l'aïllant de caure o danyar-se sota pressió.
Esquema de cordes aïllants de suspensió
La cadena d'aïllants suspesos de 1000 kV a la subestació de CA UHV adopta una estructura de suspensió de tipus V. La massa aïllant es considera 160 kN. Determinació de la distància de fuga per a aïllants sintètics. Segons GB/T26218.3 -- 2010 "La selecció i la mida dels aïllants d'alta tensió per utilitzar-los en condicions brutes Part 3: segons "Aïllant compost per al sistema de CA", a causa de les característiques de forma i material, la resistència a la contaminació L'aïllant del paraigua de cautxú de silicona sol ser millor que el de l'aïllant de porcellana o l'aïllant de vidre quan la distància de fuga és la mateixa. Si només es té en compte la tolerància a la contaminació o el flashover, la distància de fuga es pot reduir quan s'utilitza un aïllant sintètic. Tanmateix, en comparació amb materials de porcellana tradicionals, els materials de cautxú de silicona són més propensos a deteriorar-se sota l'acció del medi ambient, el camp elèctric i l'arc, cosa que reduirà el rendiment de la contaminació i la vida útil dels aïllants en determinades condicions. Per tant, els aïllants sintètics amb la mateixa distància de fuga que la porcellana o Es recomanen els aïllants de vidre per evitar el deteriorament, els problemes de flaix i millorar el rendiment de contaminació Condició bruta d estàndard, es recomana que la distància de fuga de l'aïllant penjant sintètic de 1000 kV no sigui inferior a 545x59=321,55 (mm).
Segons les condicions tècniques, consulteu l'esquema de corda aïllant de porcellana, a través de la investigació del fabricant.
El muntatge de la corda aïllant sintètica és bàsicament el mateix que el de la corda aïllant de porcellana. A causa de les restriccions de qualitat, l'anell penjant en forma d'U, l'anell d'extensió, la placa de connexió, l'anell d'ajust i la pinça de tensió utilitzats en el muntatge de cordes aïllants sintètics són els mateixos que s'utilitzen en cordes aïllants de porcellana. Tenint en compte la diferència de propietats elèctriques entre el material sintètic i el material de porcellana. L'anell d'equalització de tensió i l'anell de blindatge utilitzats per a la cadena aïllant poden ser diferents, cosa que s'ha de determinar després d'una anàlisi específica del camp elèctric de l'esquema de muntatge i connexió. Com que la cadena aïllant sintètica amb mandril de connexió dura, per a tota l'estructura de connexió. És convenient instal·lar i construir la cadena al lloc. Després de la instal·lació, no hi haurà cap efecte en forma d'"U" causat per la llarga longitud de la corda aïllant de porcellana. Per tant, s'adopta una cadena aïllant composta. És possible substituir els anells de selló per anells de pista de carreres més senzills per a la corda penjant en V d'anells d'igualització de pressió.
Corda aïllant penjant tipus V
L'ús de cordes aïllants "V" per a línies de transmissió compactes i compactes pot limitar eficaçment l'amplitud del gir del cable, reduint així la mida del capçal de la torre i l'amplada dinàmica i estàtica del passadís. A causa de la distància propera entre els cables trifàsics, la potència de transmissió natural i l'entorn electromagnètic de les línies són millors que les de les línies ordinàries. L'angle de la corda aïllant "V" afecta directament la mida del capçal de la torre i l'estrès de la corda aïllant. Segons un gran nombre de dades de recerca i disseny recollides a casa i a l'estranger, l'angle inclòs de la cadena de tipus "V" està bàsicament entre 70 graus ~ 120 graus. La càrrega de la cadena aïllant "V" és complicada, que no només està relacionada amb la càrrega vertical, sinó també amb l'angle inclòs, la càrrega horitzontal i la càrrega longitudinal de la cadena aïllant "V". Com més gran sigui l'angle inclòs de la corda aïllant "V", més gran serà la càrrega vertical, horitzontal i longitudinal.
Anàlisi tècnica i econòmica
Després d'utilitzar materials sintètics, la longitud de la corda aïllant de suspensió d'1000kV es pot escurçar gairebé 1 m. D'acord amb la disposició i l'esquema de connexió de la unitat de distribució d'1000kV, l'alçada del marc de la línia d'entrada i sortida es pot reduir de 41 m a 40 m. Al mateix temps, tenint en compte que la massa d'una sola corda aïllant sintètica és aproximadament 1,2 t inferior a la de la corda aïllant de porcellana, reoptimitzant el disseny dels marcs de filferro entrants i sortints, cada pin del marc de filferro entrant (amplada 49 m). ) podria estalviar unes 2 t d'acer i cada passador del marc de filferro sortint (amplada de 51 m) podria estalviar unes 2,5 t d'acer. Calculat al preu de l'acer de 10,000 iuans /t, cada pin del marc entrant podria estalviar uns 20.000 iuans i cada pin del marc sortint podria estalviar uns 25.000 iuans. Combinat amb l'estimació d'inversió en material aïllant i la cotització del fabricant. El preu d'una sola peça d'aïllant de porcellana és de 139 iuans i el preu d'un sol aïllant sintètic és de 4600 iuans. Si el muntatge de la cadena d'aïllants és el mateix, la inversió de cada cadena d'aïllants sintètics és d'uns 7200 iuans menys que la de la cadena d'aïllants de porcellana.
Tot i que la cadena aïllant sintètica de 1000 kV té certs avantatges tècnics i econòmics en comparació amb la cadena aïllant de porcellana, el temps de funcionament de l'aïllant sintètic és més curt. Com retardar l'efecte d'envelliment dels materials sintètics i millorar la fabricació i el nivell tecnològic dels aïllants segueix sent un factor important que restringeix la popularització i l'aplicació d'aïllants sintètics a les estacions UHV. Calen estudis de seguiment continus. A més, l'aplicació d'una cadena aïllant sintètica de 1000 kV s'ha de combinar amb l'anàlisi del camp elèctric per optimitzar encara més el disseny de l'anell d'equilibri de tensió i l'anell de protecció de la cadena aïllant. Sobre els resultats de la recerca internacional dels darrers anys. Els aïllants sintètics no són un producte lliure de manteniment. L'experiència d'operació demostra que la hidrofobicitat dels aïllants sintètics disminuirà en diferents graus després del funcionament durant un cert nombre d'anys sota l'acció de l'ozó, la llum ultraviolada, la humitat, l'estrès elèctric d'alta i baixa temperatura i altres factors externs, que és la raó principal de el "desconegut flashover" en el funcionament dels aïllants compostos. Per tant, després de l'aplicació a gran escala d'aïllants sintètics. També val la pena prestar atenció a com fer un bon seguiment en línia del seu rendiment en funcionament.
Resumir
Tenint en compte el pes de l'aïllant de 160 kN, encara s'adopta una estructura de suspensió de tipus V. En condicions de contaminació estàndard nacional d, la distància de fuga de l'aïllant no hauria de ser inferior a 32155 mm. Tenint en compte el pes i el mode de connexió de la cadena d'aïllants suspesos de 1000 kV, la cadena d'aïllants sintètics de 1000 kV i la cadena d'aïllants de porcellana es poden muntar de la mateixa manera. L'angle inclòs de la corda en forma de V encara es considera de 65 graus, de manera que la corda aïllant no es danyarà per la compressió i complirà els requisits de disseny.