Kürzlich fand in der antiken Stadt Dunhuang eine Konferenz über Isolatoren für Umspannwerke statt. Der Grund, warum diese abgelegene Wüstenoase zum Veranstaltungsort des Treffens wurde, war eine ungewöhnliche 750-kV-Testumspannstation in der Nähe, nämlich die Umspannstation Shazhou. Was die Umspannstation Shazhou so einzigartig macht, sind die ersten Umspannwerke, in denen alle Geräte in der Station mit Verbundmänteln isoliert sind, von Durchführungen bis zu Ableitern, von Transformatoren bis zu Umspannwerkspfeilern und so weiter.
A wide range of topics were discussed at the meeting. For example, Professor Liang Xidong of Tsinghua University reported that the application of composite insulators in China has helped greatly reduce flashover accidents since the 1990s. Song Shengli of the State Grid Corporation also proposed that, given the typical harsh environment in many areas of China, DC porcelain insulators usually require a uniform creepage distance (USCD) as high as 86mm/kV. He proposed that if a composite jacket is used instead of porcelain insulators, less than 50mm/kV is sufficient in the above-mentioned applications. He also emphasized the specific problems that need to be solved with this technology, such as gas leakage of SF6 casing, ice and snow flashover, and mechanical stress of UHV equipment. Fang Jiang, an expert on domestic composite insulator manufacturers, organized the meeting. He reviewed the research carried out by the Key Laboratory of Composite Materials and Components of the China Electric Power Research Institute, with the goal of optimizing the jacket design. He also summarized the technology to reduce the risk of bird damage or rodent damage to insulators, and so far, there have been no serious incidents of pecking or biting among the 300,000 composite insulators produced by this factory.
Luo Bing stellte einige Untersuchungen vor, die von China Southern Power Grid durchgeführt wurden, und berichtete über die Erfahrungen mit dem Gleichstrombetrieb. Gegenwärtig ist es fast üblich, Verbundmäntel in Hausumspannwerken zu verwenden. Er wies auch darauf hin, dass Komposit-Stützisolatoren mehr Vorteile als Porzellanisolatoren haben und daher zunehmend zum Einsatz kommen. Basierend auf 6 Jahren Betriebserfahrung haben mehr als 1.000 Verbundstützisolatoren, die in UHV/UHV DC installiert wurden, gute Leistungen erbracht. Er erwähnte einige der Alterungsprobleme von zusammengesetzten Außenhüllen aus flüssigem Silikonkautschuk (LSR), einschließlich lokaler Verhärtung, Rissbildung und Verlust der Hydrophobie. Verschmutzungsüberschläge und Regenüberschläge traten auch bei einer geringen Anzahl von Jacken mit zu geringem Abstand zwischen den Schirmschürzen auf. Erfahrungsgemäß ist der Verschmutzungstest jedoch in der Regel strenger, sodass davon ausgegangen werden sollte, dass ein richtig konstruierter Antifouling-Isolator über ausreichende Leistung verfügt, um auch bei starkem Regen gut zu funktionieren. Er schlug vor, dass auf der Grundlage des DC-Isolator-Schirmteilungs-/Überhangabstands (S/P)-Verhältnisses>0,9 der Mindestabstand zwischen großen Schirmmänteln mindestens 70 mm betragen muss und der beste Abstand 90 mm beträgt.
Zhou Jun vom China Electric Power Research Institute berichtete ebenfalls über ihre Forschungsarbeit, darunter Langzeittests von Verbundstoffjacken verschiedener Hersteller in hoch gelegenen Gebieten in Tibet. Er wies darauf hin, dass China viele neue Normen für Verbundisolatoren herausgegeben hat, die der IEC voraus sind. Denis Chattrefou von Alstom erwähnte, dass es unter anderem notwendig sei, Glasfaser in einen zusammengesetzten Stützisolator zu integrieren, der ein wesentlicher Bestandteil von nicht-traditionellen digitalen Sensoren ist.
Schließlich überprüften Zhu Anming von State Grid of China und Yu Bo von CPECC gemeinsam die verschiedenen technischen und wirtschaftlichen Grundlagen für den Einsatz von Verbundsäulenisolatoren und -ummantelungen im gesamten Umspannwerk Shazhou. Erstens müssen diese Jacken strenge Tests bestehen, die die raue Betriebsumgebung der Umspannstation in der Wüste simulieren. Der anschließende Vergleich der Wirtschaftlichkeitsrechnungen zeigt, dass dies unter Berücksichtigung der Gesamtkosten von Anschaffung und Lebenszyklus die bessere Lösung ist.
Then I visited the 750 kV Sazhou test substation that has been in operation since 2013, allowing the speakers and other guests to appreciate its unique characteristics and the harsh conditions of the site. This meeting helped to clearly understand the current state of composite jackets and convinced me that this currently mature product technology is becoming more and more competitive.