1 Inleiding
Het type en de isolatieconfiguratie van isolatoren die worden gebruikt in hoogspanningstransmissielijnen hebben een grote invloed op de veilige werking van de lijnen. Isolatoren zijn belangrijke componenten van bovengrondse hoogspanningslijnen. Als de selectie en isolatieconfiguratie van isolatoren onjuist zijn, zal dit enerzijds onveilige factoren met zich meebrengen voor de veilige werking van het elektriciteitsnet, en anderzijds zal het het moeilijk maken voor de lijnbedieningseenheid om mankracht te verminderen en efficiëntie verhogen. Een hoogspanningstransmissielijn zal verschillende bronnen van vervuiling tegenkomen bij het oversteken van bergen en bergkammen en door verschillende terreinen. Met de ontwikkeling van de economie ontwikkelen vervuilende industrieën zoals transport, cement en papierproductie zich snel. De selectie van isolatortypen en de geschiktheid van de isolatieconfiguratie zijn cruciaal voor de veilige werking van de lijn. Momenteel worden er drie soorten isolatoren algemeen gebruikt op bovengrondse transmissielijnen, namelijk porseleinen isolatoren, isolatoren van gehard glas en synthetische isolatoren. Bij het selecteren van isolatortypen en het configureren van isolatie is het zeer noodzakelijk om de prestaties en de daarmee samenhangende omstandigheden van verschillende isolatoren te begrijpen. De kenmerken en gerelateerde omstandigheden van de bovengenoemde verschillende isolatoren worden als volgt beschreven, in de hoop de selectie van isolatortypen en isolatieconfiguratie van bovengrondse hoogspanningstransmissielijnen te helpen.
2 porseleinen isolatoren
De schijfvormige ophangporseleinen isolator van het voetkaptype is de eerste isolator die wordt gebruikt. Het werd voor het eerst ontwikkeld met de ontwikkeling van de energie-industrie. Het heeft een lange geschiedenis van bijna 100 jaar en wordt nog steeds veel gebruikt. De ophangporseleinen isolator van het schijftype heeft goede isolatieprestaties, weersbestendigheid, hittebestendigheid en montageflexibiliteit, en wordt veel gebruikt in transmissielijnen met verschillende spanningsniveaus. In de afgelopen jaren, met de vraag naar flashover-ongevallen tegen vervuiling, zijn verschillende porseleinen isolatoren tegen vervuiling de een na de ander in gebruik genomen en hebben ze goede bedrijfsresultaten behaald.
Met de voortdurende uitbreiding van het elektriciteitsnet is het gebruik van porseleinen isolatoren snel toegenomen, en porseleinen isolatoren hebben ook enkele tekortkomingen blootgelegd. Het is een isolator van het doorslagtype en de isolatieprestaties ervan zullen geleidelijk afnemen of zelfs afnemen naarmate de gebruiksduur langer wordt, wat algemeen bekend staat als het "verouderings" fenomeen van porseleinen isolatoren. Er zijn twee redenen voor de veroudering van isolatoren:
extern en intern. Eén daarvan is de veroudering van het isolatoroppervlak, veroorzaakt door lekstroom en bliksemflitsboog onder vuile en natte omstandigheden; de andere is de veroudering veroorzaakt door langdurige elektromechanische belasting of temperatuurverandering, dit laatste wordt vaak "veroudering door de jaren heen" genoemd. De belangrijkste redenen voor veroudering door de jaren heen zijn: de hygroscopiciteit van porseleinen onderdelen, dat wil zeggen dat porseleinen onderdelen tijdens gebruik extern vocht zullen absorberen en geleidelijk de isolatiesterkte zullen verminderen; algemene ophangisolatoren zijn interne op lijm gemonteerde structuren, de thermische uitzettingscoëfficiënten van op lijm gemonteerd zelfklevend cement en stalen voeten, ijzeren doppen en porseleinen onderdelen zijn verschillend. Wanneer de temperatuur verandert, zal het verschil in thermische uitzettingscoëfficiënten van elke component ervoor zorgen dat de porseleinen onderdelen worden onderworpen aan druk- en schuifspanning; de langdurige uitzetting van cement (algemeen bekend als "cementgroei") zorgt ervoor dat porseleinen onderdelen en ijzeren doppen worden onderworpen aan lokale spannings- en vermoeidheidseffecten; de interne microscheurtjes die tijdens het productieproces in de porseleinen onderdelen kunnen achterblijven. Dit interne defect is soms moeilijk te detecteren en te elimineren door middel van koude en warme en spanningstests, en deze microscheurtjes zullen zich ontwikkelen tijdens gebruik, enz. Om deze verouderde isolatoren te verwijderen, besteedt de lijnbedieningsafdeling elk jaar veel mankracht en materiële middelen aan het uitvoeren van isolatietests op isolatoren. Door het technische niveau en verantwoordelijkheidsgevoel van de testinstrumenten en testers komt het vaak voor dat er sprake is van foutieve detectie en gemiste detectie. Aangezien bij het ontwerp van lijnisolatie rekening wordt gehouden met een bepaalde veiligheidsfactor en marge, zal het bestaan van individuele verouderde isolatoren bij normaal gebruik van de lijn geen schade toebrengen aan de veilige werking van de lijn. Wanneer een isolatorreeks gemengd met verouderde isolatoren echter wordt blootgesteld aan bliksemflits (of vervuilingsflashover), als gevolg van de hoge bliksemstroom en de daaropvolgende stroomfrequentie (of kortsluitstroom), kan de kop van de verouderde isolator exploderen als gevolg van aan onmiddellijke hitte, en de isolatorstreng kan breken, waardoor een ernstig ongeluk ontstaat waarbij de geleider op de grond valt. Eind december 1996 vonden grootschalige flashover-ongelukken plaats in Oost-China, Centraal-China, Noord-China, Noordwest-China en Shandong, waarbij 15 500kV-lijnen, 2 330kV-lijnen en 51 220 betrokken waren. kV-lijnen. Er waren 367 flashover-trips door vervuiling, waaronder 26 strings met gebroken strings (5 500kV-lijnen en 2 330kV-lijnen) veroorzaakt door de explosie van de flashover-isolatorstrings als gevolg van slechte productiekwaliteit of veroudering, en 23 ernstige ongevallen waarbij geleiders op de grond of torenramen vallen (3 500kV-lijnen en 2 330kV-lijnen).
3 isolatoren van gehard glas
Isolatoren van gehard glas hebben uitstekende elektromechanische eigenschappen. Hun treksterkte is 2,2 keer die van porseleinen isolatoren, en hun elektrische doorslagweerstand is 3,8 keer die van porseleinen isolatoren. Ze zijn ook beter dan porseleinen isolatoren wat betreft weerstand tegen trillingsvermoeidheid, weerstand tegen vlambogen en weerstand tegen thermische schokken. Tijdens het productieproces van glasisolatoren worden de gevormde producten snel uit de oven gehaald bij een temperatuur die iets lager is dan de verzachtingsvervormingstemperatuur, en worden ze snel gekoeld en getemperd door koude lucht met meerdere mondstukken te blazen, zodat de oppervlaktelaag van de glasisolatoren glas wordt met een grote drukspanning gefixeerd, waardoor enerzijds de vorming en uitzetting van oppervlaktescheuren wordt voorkomen en anderzijds externe krachten worden weerstaan, waardoor het glas in hoofdzaak wordt getemperd. Wanneer de isolator van gehard glas interne defecten vertoont (er blijven bijvoorbeeld onzuiverheden in het glazen lichaam achter) of wordt beïnvloed door een grote externe kracht, wordt het evenwicht tussen de externe drukspanning en de interne trekspanning van het glazen lichaam van de isolator vernietigd en wordt de interne trekspanning wordt "losgelaten", waardoor het glazen lichaam explodeert en versplintert. Dit staat algemeen bekend als "nulwaarde-zelfexplosie".
Zelfexplosie zonder waarde is een belangrijk kenmerk en voordeel van isolatoren van gehard glas. Omdat isolatoren van gehard glas de mogelijkheid hebben om isolatie zelf te elimineren door zelfexplosie met een nulwaarde, is het niet nodig om isolatietests uit te voeren (nulmeting), wat de onderhoudswerklast aanzienlijk vermindert en de tijdige ontdekking en vervanging van nulwaarde-isolatie vergemakkelijkt. isolatoren; bij isolatorstrings met isolatoren met een nulwaarde, wanneer er sprake is van een flashover van vervuiling of een bliksemflits, gaat de kortsluitstroom door de buitenkant van de ijzeren kap en de stalen voet van de isolator met een nulwaarde in plaats van door de binnenkant van de ijzeren kap (omdat de de ruimte tussen de ijzeren kap en de stalen voet van de isolator na zelfexplosie is erg kort), wat de kans op snaarbreuk aanzienlijk verkleint. De resthamer na zelfvernietiging met nulwaarde zorgt er vaak voor dat mensen zich onzeker voelen, maar uit een groot aantal tests blijkt dat de reststerkte na zelfvernietiging met nulwaarde nog steeds erg hoog is, allemaal groter dan de standaardwaarde van de nominale belasting. het zal dus geen ongelukken met draadlandingen veroorzaken. Binnenlandse en buitenlandse bedrijfspraktijken hebben ook bewezen dat isolatoren van gehard glas langdurige stabiele elektromechanische eigenschappen en een lange levensduur hebben. Frankrijk, Italië en de voormalige Sovjet-Unie, die ze eerder gebruikten, zijn van mening dat isolatoren van gehard glas niet verouderen en dat hun levensduur afhangt van de levensduur van de metalen accessoires van de isolator.
De zelfexplosie van isolatoren van gehard glas vindt meestal plaats in de vroege fase van constructie en gebruik. Naarmate de tijd verstrijkt, neemt het aantal zelfontploffingen jaar na jaar af en is het doorgaans stabiel. Deze functie is precies het tegenovergestelde van porseleinen isolatoren. Vanuit het perspectief van de veiligheid van de lijnbediening moet gezegd worden dat dit een voordeel is van isolatoren van gehard glas. Het uiterlijk van vervuilingsbestendige isolatoren van gehard glas heeft dankzij de productietechnologie een klokvormige vorm gekregen. Sommige regio's zijn van mening dat de zelfreinigende prestaties van klokvormige isolatoren van gehard glas niet zo goed zijn als die van WXPZ dubbele parapluvormige porseleinen isolatoren, en dat het lastig is om schoon te maken. Het toepassingsgebied is beperkt. Het is noodzakelijk dat relevante afdelingen de overkoepelende structuur verder bestuderen en verbeteren en de productserie van gehard glasisolatoren verbeteren. Het jaarlijkse nulwaarde-zelfbreukpercentage van isolatoren van gehard glas terugdringen, zodat ze op grotere schaal kunnen worden gepromoot en gebruikt.
4 Synthetische isolatoren
Synthetische isolatoren, ook wel composietisolatoren genoemd, zijn een soort isolator die de afgelopen jaren is ontwikkeld. Ze hebben veel voordelen, zoals hoge sterkte, lichtgewicht, geen nulwaarde, hoge vervuilingsflashoverspanning, slagvastheid, geen noodzaak voor reiniging en geen breuk. Sinds hun introductie worden ze gewaardeerd door landen over de hele wereld, en de producten van de tweede generatie met meer volwassen technologie werden in de jaren tachtig gelanceerd. mijn land begon er begin jaren tachtig mee te ontwikkelen, en halverwege werd het op proef gezet. In de jaren negentig vormde het de capaciteit voor massaproductie van 35-80 kV staafvormige ophangingcomposietisolatoren. Momenteel is het momentum van productie en exploitatie zeer snel.
Composietisolatoren hebben uitstekende elektrische eigenschappen: hun voedingsfrequentie droge flitsspanning is iets hoger dan die van porseleinen isolatorstrings, hun voedingsfrequentie natte flitsspanning is ongeveer 15% hoger dan die van porseleinen isolatorstrings, en hun bliksemimpuls 50% ontladingsspanning is 5% hoger dan die van porseleinen isolatiesnaren. De flitsisolatieafstand en de externe isolatieafstand van synthetische isolatoren zijn vrijwel gelijk. Het zijn qua structuur niet-defecte isolatoren en hoeven niet op nul te worden gezet, waardoor de werklast van bediening en onderhoud wordt verminderd.
Het gewicht van synthetische isolatoren is ongeveer 1/7 tot 1/10 van dat van porseleinen isolatoren. Ze zijn slagvast en gemakkelijk te transporteren en te monteren. De afgelopen jaren zijn de prijzen van andere isolatoren gestegen, terwijl het prijsnadeel van synthetische isolatoren geleidelijk wordt geëlimineerd dankzij het gemakkelijke gietproces, minder afval en lage kosten. Om het aantal flashover-ongelukken door lijnvervuiling te verminderen en de betrouwbaarheid van de lijnwerking te verbeteren, zijn de afgelopen jaren enkele nieuw aangelegde 500 kV-transmissielijnen volledig of grotendeels vervangen door synthetische isolatoren. Op dit moment zijn er in mijn land bijna tien fabrikanten die de capaciteit hebben voor grootschalige productie, en zijn er tienduizenden synthetische isolatoren in gebruik genomen. De prestatie-indicatoren van huishoudelijke synthetische isolatoren verschillen echter nog steeds enigszins van die van synthetische isolatoren. De Verenigde Staten zijn een van de landen die synthetische isolatoren al vroeg en op grote schaal gebruikten. Volgens rapporten hadden synthetische isolatoren tegen het einde van de jaren tachtig 20% van de Amerikaanse isolatormarkt voor hun rekening genomen en zijn ze nu de enige keuze geworden voor een deel of alle nieuwe lijnen in de Verenigde Staten.
5 Keuze van de isolatorvorm
Ophangporseleinen isolatoren, isolatoren van gehard glas en synthetische isolatoren hebben elk hun eigen voor- en nadelen; de productkwaliteit van dezelfde isolator van verschillende fabrikanten kan ook sterk variëren. Daarom is het ongepast om in het algemeen te zeggen welke van de bovengenoemde isolatoren beter of slechter is; het is ook ongepast om het gebruik van één enkele isolator aan te bevelen, ongeacht de situatie.
Dit artikel introduceert in detail de relevante informatie van verschillende veelgebruikte isolatoren voor bovengrondse hoogspanningslijnen, evenals de algemene principes voor het selecteren van de rol op basis van verschillende specifieke situaties. Eén punt dat moet worden benadrukt, is dat de kwaliteit van het product een zeer belangrijke factor is waarmee rekening moet worden gehouden bij de selectie.
Voor meer informatie kunt u door de relevante productlinks op onze website bladeren.
Hydget-isolator
Welkom om contact met ons op te nemen
Contactpersoon: Ricky Li
Whatsappen: +86 152 5199 6760
Wechat: +86 152 5199 6760
Email: rickyli@hydget.com
