Как разместить изоляторы для разъединителей и подстанций

При попытке оптимизировать выбор и размер изоляторов для подстанций необходимо учитывать множество факторов. К ним относятся механические, электрические, экологические, функциональные и экономические соображения.

В этом отредактированном предыдущем материале для ИНМР Марко Носилати и Давиде Момессо из GE Сетка Решения в Италии в сотрудничестве с независимым экспертом Альберто Пиджини проанализированы различные технические параметры для оптимизации выбора опорных изоляторов с упором на разъединители сверхвысокого и сверхвысокого напряжения.

Изолятор определяется как:"устройство, предназначенное для электрической изоляции и механического крепления оборудования или проводов, находящихся под действием разности электрических потенциалов". Это весьма обобщенное определение, поскольку на подстанциях и преобразовательных станциях в зависимости от применения применяется множество типов опорных изоляторов, например, опоры шин, сглаживающие опоры реакторов, распределительные устройства, шины и т. д."механическое коммутационное устройство, обеспечивающее в разомкнутом положении изолирующее расстояние в соответствии с указанными требованиями.". Требования, которые должны соблюдаться к разъединителям, установленным на открытом воздухе, многочисленны, но их можно разделить на три основных класса:

• Функциональные и электрические требования

Основная функция разъединителя – обеспечение безопасности. Поэтому в открытом состоянии он должен обеспечивать видимый и надежный открытый зазор; в закрытом состоянии он должен выдерживать нормальный ток и ток повреждения без прерываний или ненормальных опасных ситуаций. Разъединитель также должен быть спроектирован таким образом, чтобы избежать разрядов через открытый зазор и на землю.

• Механические требования

С механической точки зрения, помимо собственных эксплуатационных нагрузок (вес, эксплуатационные требования), разъединитель должен нести и внешние нагрузки. Для оборудования сверхвысокого напряжения наиболее серьезным из них является землетрясение. Поэтому, если существуют сейсмические требования, необходимо обеспечить очень точную конструкцию. Другими нагрузками, которые также следует учитывать, являются нагрузки короткого замыкания, сильного ветра и терминальные нагрузки.

• Требования к окружающей среде

Находясь на открытом воздухе, разъединители должны противостоять всем возможным факторам окружающей среды, включая сильный гололед (важно, поскольку это может полностью изменить характеристики изоляторов) и сильный дождь (что увеличивает риск разряда). Прежде всего, это воздействие загрязнения, которое является ключевым фактором при выборе изоляторов и может привести к разряду на землю.

Поскольку все эти требования тесно связаны с характеристиками изолятора, опорные изоляторы являются одним из наиболее важных компонентов разъединителя. В то же время дополнительные требования связаны с перемещением под нагрузкой в ​​процессе эксплуатации, а это означает, что разъединителям приходится решать еще одну важную проблему по сравнению с другим оборудованием, а именно перемещение механических частей, необходимых для размыкания и замыкания. Таким образом, для правильной работы этого оборудования необходим определенный уровень жесткости.

В отрасли электроснабжения существует общая цель создания компактных и экономичных подстанций открытого типа. Технология опорных изоляторов станций может способствовать достижению этой цели, ограничивая необходимые дуговые расстояния для шин, разъединителей и другого оборудования. Этого можно достичь путем оптимизации конструкции опорного изолятора путем выбора наиболее подходящих материалов, повышения механической прочности и жесткости, уменьшения количества штабелей и промежуточных фланцев, а также оптимизации профиля ребра и коэффициента утечки. Что касается приложений сверхвысокого напряжения, основная проблема опорных изоляторов связана с высотой, особенно потому, что загрязненная среда часто требует больших путей утечки. Механические требования, предъявляемые к изгибающим и скручивающим нагрузкам, только усложняют эту задачу, а также могут значительно усложнить изготовление таких агрегатов.

ПС: Статья из инмр о выборе опорных изоляторов для разъединителей.