Co to jest izolator wsporczy? Jakie są funkcje izolatorów?

Izolator wsporczy

Izolator wsporczy to rodzaj specjalnego izolacyjnego materiału kontrolnego, który może odgrywać ważną rolę w napowietrznych liniach przesyłowych. We wczesnych latach izolatory słupowe były głównie używane do słupów elektrycznych, a później stopniowo przekształciły się w wieże przyłączeniowe linii wysokiego napięcia. Wiele izolatorów zawieszenia jest zawieszonych na jednym końcu, aby zwiększyć odległość upływu. Są one zwykle wykonane z silikonu lub ceramiki i nazywane są izolatorami. W napowietrznych liniach przesyłowych izolatory pełnią dwie podstawowe role, a mianowicie podtrzymują przewody i zapobiegają powrotowi prądu do ziemi. Te dwie role wymagają pewności. Izolatory nie powinny ulegać awarii z powodu przebicia spowodowanego zmianami warunków środowiskowych i obciążenia elektrycznego, w przeciwnym razie stracą swoją funkcję i skrócą żywotność całej linii.

2. funkcja izolatora

Szereg izolatorów w kształcie dysku zwisa z jednego końca wieży przyłączeniowej linii wysokiego napięcia, aby zwiększyć odległość upływu. Wykonane są zwykle ze szkła, ceramiki lub gumy i nazywane są izolatorami. Aby zapobiec przywieraniu unoszącego się kurzu i innych zanieczyszczeń do powierzchni izolatora, utworzona ścieżka jest przerywana przez rozgorzenie na obu końcach izolatora, to jest na drodze upływu. Dlatego zwiększa się odległość powierzchniowa, czyli odległość upływu. Odległość wzdłuż powierzchni izolacji, czyli droga upływu, nazywana jest odległością upływu. Odległość wznoszenia=Odległość na powierzchni/wysokie napięcie limitu systemu. W zależności od stopnia zanieczyszczenia droga upływu obszarów silnie zanieczyszczonych wynosi zazwyczaj 31 mm/KV. Izolator jest gładki, co może zmniejszyć reaktancję pojemnościową między przewodami, aby zmniejszyć utratę prądu.

3, istniejące problemy

Wraz z budową linii UHV AC/DC i ciągłym podnoszeniem wymagań wytrzymałości mechanicznej w naszym kraju, problem czystego porcelanowego izolatora wsporczego staje się coraz bardziej widoczny, zwłaszcza na stacji konwertorowej UHV DC, głównie odzwierciedlony w:

1. Problemy z izolacją zewnętrzną. Wraz z pogarszającym się środowiskiem pracy, zdolność antysmogowa izolatorów porcelanowych do rozgorzenia jest niewystarczająca. W przypadku UHV DC izolatory wsporcze z czystej porcelany wymagają dużej odległości upływu i struktury, ale wysokie izolatory wsporcze są trudne do uzyskania silnego zginania i wytrzymałości sejsmicznej.

2. Trzęsienie ziemi. Problem asejsmiczny urządzeń wysokonapięciowych jest trudny do rozwiązania za pomocą izolatora elektrycznego słupka porcelanowego, który jest określany jako sprzęt wysokonapięciowy typu porcelany elektrycznej. W przypadku systemów UHVDC całkowita wysokość izolatorów słupowych stosowanych w reaktorach płaskofalowych musi wynosić 12 metrów, a ciężar wspornika powinien osiągnąć normę 40 ton. Oczywiście izolatory słupów porcelanowych są trudne do spełnienia wymagań antysejsmicznych.

3. Problemy z jakością produkcji. Izolatory wsporcze porcelanowe są trudne w produkcji ze względu na złożoną technologię, warunki sprzętowe, problemy z jakością surowców i inne przyczyny. Na podstawie dużej liczby przeprowadzonych badań zespół powypadkowy izolatora porcelanowego wysokiego napięcia INSULATOR Wydziału Eksploatacji Przesyłu Energii sporządził statystyki awarii izolatora porcelanowego słupowego według przyczyn technicznych i wyciągnął wniosek, że pęknięcie słupa izolator porcelanowy był spowodowany jakością produktu.

Jak skonfigurować izolatory wsporcze podstacji?

Aby uzyskać dobry wybór izolatorów wsporczych do różnych zastosowań stacyjnych, takich jak deizolatory AIS, należy wziąć pod uwagę różne parametry techniczne. W szczególności ważne czynniki, które należy wziąć pod uwagę przy optymalizacji rozmiaru izolatora, to: mechaniczne, elektryczne, środowiskowe, funkcjonalne i ekonomiczne.

W zależności od zastosowania w podstacjach i podstacjach można zastosować wiele różnych typów izolatorów wsporczych, takich jak wsporniki magistrali, wsporniki dławików płaskich, rozdzielnice itp. Izolatory wsporcze można podzielić na trzy główne kategorie:

1. Wymagania funkcjonalne i elektryczne

Główną rolą odłącznika jest zapewnienie bezpieczeństwa: w stanie rozłączonym musi zapewniać widoczną i niezawodną przerwę rozłączania, podczas gdy w stanie zamkniętym musi wytrzymać przepływ prądów normalnych i zwarciowych bez przerw lub nienormalnych warunków niebezpiecznych . W rzeczywistości odłączniki muszą unikać rozładowywania przez otwarte szczeliny powietrzne i ziemię.

2. Wymagania mechaniczne

Z mechanicznego punktu widzenia, odłącznik oprócz własnego obciążenia roboczego musi również przenosić obciążenie zewnętrzne. Na przykład, jednym z bardziej krytycznych warunków dla urządzeń UHV jest ryzyko trzęsienia ziemi, dlatego jeśli wszystkie wymagania sejsmiczne mają być spełnione, wymagany jest bardzo dokładny projekt. Inne obciążenia, które należy wziąć pod uwagę, to zwarcia, wiatry o dużej prędkości i obciążenia końcowe.

3. Wymagania środowiskowe

Odłącznik jest w pełni wystawiony na działanie środowiska i musi wytrzymać czynniki środowiskowe, takie jak silne oblodzenie lub ulewny deszcz, które zwiększą ryzyko wyładowania. Ważne jest, aby zanieczyszczenie było głównym czynnikiem określającym rozmiar, ponieważ uszkodzenie izolacji może prowadzić do wyładowania doziemnego.

Wszystkie te wymagania mają wiele wspólnego z wydajnością izolatora wsporczego, co sprawia, że izolator tylny jest jednym z ważnych elementów w odłącznikach i wielu innych zastosowaniach podstacji. Biorąc pod uwagę inne wymagania związane z przemieszczaniem się pod obciążeniem podczas użytkowania, odłączniki w rzeczywistości mają inny krytyczny problem, z którym nie mają do czynienia inne typy urządzeń, a mianowicie ruch elementów mechanicznych wymaganych do otwierania i zamykania urządzenia. Dlatego, aby tego rodzaju sprzęt działał normalnie, konieczne jest posiadanie określonej sztywności.

Oprócz powyższych ograniczeń, istnieje potrzeba zapewnienia kompaktowego i ekonomicznego rozwiązania dla większości współczesnych podstacji na wolnym powietrzu. Rozwój izolatorów wsporczych może w dużym stopniu przyczynić się do osiągnięcia tego celu poprzez ograniczenie niezbędnych odległości łuku dla autobusów, odłączników i innego wyposażenia zakładu. Można to osiągnąć poprzez optymalizację konstrukcji izolatorów wsporczych, na przykład poprzez wybór bardziej odpowiednich materiałów, poprawę wytrzymałości mechanicznej i sztywności, zmniejszenie liczby spiętrzonych/pośrednich kołnierzy oraz optymalizację profili rusztowań i współczynników pełzania.

Jakie są cechy izolatorów wsporczych?

W przeszłości na terenach wiejskich stosowano słupy elektryczne do podtrzymywania przewodów elektrycznych, a słupy elektryczne najczęściej wykorzystywały izolatory, które stopniowo się rozwijały. Szereg izolatorów w kształcie dysku jest zawieszonych na jednym końcu wieży łączącej linii wysokiego napięcia, aby zwiększyć odległość upływu.

1. Obecnie powszechnie stosowanymi izolatorami są: izolatory ceramiczne, izolatory FRP, izolatory kompozytowe oraz izolatory półprzewodnikowe.

Po drugie, izolatory stosowane w liniach napowietrznych zazwyczaj obejmują izolatory kołkowe, izolatory motylkowe, izolatory zawieszenia, porcelanowe ramiona poprzeczne, izolatory prętowe i izolatory odporne na rozciąganie.

Trzy, zgodnie z przeznaczeniem, można podzielić na izolator liniowy i elektrownię oraz izolację elektryczną. Wśród nich izolatory podatne do użytku liniowego to igłowe, motylkowe i tarczowe, izolatory niewrażliwe to izolatory poziome i prętowe, podatne izolatory do użytku w elektrowniach i urządzeniach elektrycznych to izolatory wsporcze typu pin, izolatory i tuleje z wydrążonymi słupkami, a izolatorami niewrażliwymi są izolatory słupkowe i tuleja porcelanowa kontenerowa.

Cztery, w zależności od konstrukcji, można podzielić na izolator kolumnowy (filarowy), izolator zawieszenia, izolator przeciwporostowy i izolator obudowy.

Izolatory są zwykle podzielone na typy zniszczalne i niezniszczalne.

CW porównaniu z izolatorem szklanym, izolator filarowy ma tę zaletę, że wazon porcelanowy filarowy jest używany przez ponad kilka lat.

Ze względu na wysoką wytrzymałość mechaniczną spowodowaną materiałem, z którego wykonana jest porcelanowa waza filarowa, nie jest łatwo pękać, nawet jeśli zewnętrzna powierzchnia skorupy jest poddawana siłom zewnętrznym. Wytrzymałość elektryczna ceramiki jest bardzo stabilna i może utrzymać określony stan użytkowania. A ponieważ tempo starzenia ceramiki jest wolniejsze niż szkła, izolatory szklane często stają się ceramiczne z powodu własnego uszkodzenia, a butelki z porcelany kolumnowej mogą pracować nieprzerwanie przez długi czas.

Gdy porcelana podporowa zostanie uszkodzona, nasadka cylindra i fragmenty ceramiki utkną, ale pozostała nieuszkodzona część porcelany podporowej może zatrzymać wewnętrzny sznur izolatora ze względu na jego wysoką wytrzymałość mechaniczną. Jest to powiązanie, które wielu inżynierów obwodów musi zbadać, rozważając takie produkty, a także jest to współczynnik samozniszczenia produktów izolacyjnych do dużych sieci.