Einführung
Isolatoren, die in 1000-kV-UHV-Umspannwerken verwendet werden, erfordern eine höhere mechanische Festigkeit, eine gute elektrische Leistung und eine umweltfreundliche Leistung. Gleichzeitig müssen 1000-kV-Isolatoren aufgrund ihrer längeren Kette und der äußerst umständlichen Erkennung und des Austauschs eine höhere Betriebssicherheit aufweisen.
1000-kV-Porzellan-Isolatorketten haben die Nachteile vieler Teile, langer Struktur und großem Gewicht. Gleichzeitig neigen Porzellan-Isolatorketten aufgrund der geringen Hydrophobizität von Elektroporzellanmaterialien in nasser Umgebung (z. B. an regnerischen und nebligen Tagen) zu Überschlägen. Daher werden häufig Maßnahmen wie ausreichend Nullisolatoren oder eine zusätzliche Beschichtung mit RTV- oder PRTV-Antifouling-Überschlagsmaterialien ergriffen, um die Kriechstrecke von Isolatorketten zu erhöhen. Dies wird jedoch die Länge der Isolatorkette und den Wartungsaufwand weiter erhöhen. Die Anwendung von synthetischen Isolatoren in Stromnetzen ist aufgrund der Vorteile einer hohen Verschmutzungs-Blitzspannung, einer hohen Ausnutzung der Kriechstrecke und guter Verschmutzungsakkumulationseigenschaften auch zu einem Forschungsschwerpunkt geworden. Synthetische Isolatoren (einschließlich Säulenisolatoren und Hängeisolatoren) wurden verwendet, um Porzellanisolatoren in einigen Umspannwerken von 750 kV und darunter zu ersetzen. Die 1000-kVGIS-Durchführungen von 1000-kV-Umspannwerken wie den Stationen Jingmen und Wannan verwenden ebenfalls teilweise synthetische Materialien und funktionieren gut.
Entwicklungsstand der Porzellan-Isolatorkette
In den gebauten oder im Bau befindlichen UHV-Umspannwerken wird der spezifische Layouttyp des 1000-kV-Verteilungsgeräts kombiniert. Als querspannende Isolatorschnur in der Station wird ein Porzellanisolator vom Doppelschirmtyp oder Dreifachschirmtyp mit großer Kletterstrecke ausgewählt. Für die baumelnde Isolatorkette wird der Porzellanisolator mit drei Schirmen ausgewählt, um die Saitenlänge zu kontrollieren und den sicheren Abstand zwischen der Zuleitung und der darunter liegenden Ausrüstung zu gewährleisten. Die einteilige Kriechstrecke des Porzellanisolators mit drei Schirmen für Aufhängungsisolatoren beträgt 545 mm.
Die Anzahl der Isolatorstränge hängt vom Verschmutzungsgrad der Umspannstation ab. Zur Bestimmung wird das Kriechstreckenverfahren oder das Verschmutzungs-Überschlags-Stehspannungsverfahren verwendet: Wenn es jedoch schwierig ist, die Verschmutzungsbeständigkeitseigenschaften von Isolatoren durch Feldtests zu bestimmen, wird die Anzahl der Isolatorstränge ebenfalls bestimmt oder überprüft, indem mit dem Isolationsniveau des Leitungsisolators zusammengearbeitet wird Saiten.
Für UHV-Umspannwerke, die sich in einem schmutzigen Bereich nach nationalem Standard d befinden, gemäß GB/T 26218.2-2010 „Auswahl und Größenbestimmung von Hochspannungsisolatoren für den Einsatz unter schmutzigen Bedingungen, Teil 2: Der vereinheitlichte spezifische Kriechabstand, der in „Porzellan und „Glasisolatoren für Wechselstromsysteme“ beträgt 43,3 mm/kV. Nach Berücksichtigung von Nullwertisolatoren beträgt die Anzahl der 1000-kV-Hängeisolatorstränge 59 Stück. Es gibt auch einige UHV-Umspannwerke, die sich im kontaminierten Bereich der Stufe d2 befinden. Kombiniert mit GB/T 26218 .2-2010 und den einschlägigen Vorschriften des Elektrizitätsversorgungsunternehmens zur Isolationskonfiguration ist der einheitliche spezifische Kriechabstand auf 48,5 mm/kV festgelegt. Zu diesem Zeitpunkt sollte die Anzahl der baumelnden Isolatoren entsprechend erhöht werden. Wenn der Pegel der kontaminierten Fläche weiter zunimmt, sollten andere Maßnahmen ergriffen werden, da die vorhandene 1000-kV-Porzellansäulenanlage die Anforderungen an die Außenisolierungskonfiguration nicht erfüllen kann und daher nicht mehr vertretbar ist Es ist sinnvoll, einfach die Kriechstrecke der Isolatorkette zu erhöhen.
Gemäß den Ergebnissen der Studie über das Schwanken von 1000-kV-Drähten zu verschiedenen Zeiten ist der Einfluss der Windablenkung des Drahtes auf den Abstand zwischen den Phasen begrenzt. Für die Querleitung der ankommenden und abgehenden Leitungen des 1000-kV-Verteilungsgeräts können Einzel-I-, Doppel-I- oder V-Spannisolatoren verwendet werden. Eine V-Typ-Isolatorkette wird im Allgemeinen für die Hauptbusleitung verwendet, und eine einzelne I- oder V-Typ-Isolatorkette kann für die Abwärtsleitung und die Brücke verwendet werden. In der gebauten UHV-Unterstation hat die 1000-kV-Hängeisolatorkette hauptsächlich eine V-förmige Struktur, um das Schwanken des Drahtes zu begrenzen und die Breite des Rahmens zu verringern. Für die UHV-Umspannstation im kontaminierten Bereich der Stufe D wählt die baumelnde Isolator-String-Gruppen-String-Gruppe vom 1000-kV-V-Typ im Allgemeinen eine 160-kN-Dreischirm-Porzellan-Isolatorfolie mit einer einzelnen Strukturhöhe von 160 mm, einer Kriechstrecke von 545 mm und der Anzahl von Isolierplatten von 59 Stück.
Die 1000-kV-Hängeisolatorkette in UHV-Umspannwerken wird hauptsächlich zum Aufhängen des Zuleitungskabels von den ankommenden und abgehenden Leitungen zur GIS-Buchse verwendet, und die Isolatorkette ist mit einer Spannklemme ausgestattet. Durch Berechnung wurde festgestellt, dass nur dann, wenn der eingeschlossene Winkel der V-Typ-Isolatorkette größer als der maximale Windablenkungswinkel des Drahtes ist, die Isolatorkette unter der maximalen Windablenkung des Drahtes entspannt werden kann und den Isolator daran hindert nicht herunterfallen oder unter Druck beschädigt werden.
Aufhängungsisolator-String-Schema
Die aufgehängte 1000-kV-Isolatorkette in der UHV-Wechselstrom-Umspannstation nimmt eine Aufhängungsstruktur vom V-Typ an. Die Isolatormasse wird mit 160 kN angenommen. Bestimmung der Kriechstrecke für synthetische Isolatoren. Gemäß GB/T26218.3 -- 2010 „Die Auswahl und Größe von Hochspannungsisolatoren für den Einsatz unter schmutzigen Bedingungen, Teil 3: Gemäß „Composite Insulator for AC System“, aufgrund der Eigenschaften von Form und Material, die Verschmutzungsbeständigkeit von Schirmisolatoren aus Silikonkautschuk ist bei gleicher Kriechstrecke in der Regel besser als Porzellanisolatoren oder Glasisolatoren.Betrachtet man nur die Verschmutzungstoleranz bzw herkömmliche Porzellanmaterialien, Silikonkautschukmaterialien sind anfälliger für eine Verschlechterung unter der Einwirkung von Umwelteinflüssen, elektrischen Feldern und Lichtbögen, wodurch die Verschmutzungsleistung und die Lebensdauer von Isolatoren unter bestimmten Bedingungen verringert werden.Daher haben synthetische Isolatoren die gleiche Kriechstrecke wie Porzellan oder Glasisolatoren werden empfohlen, um Verschlechterungen und Überschlagsprobleme zu vermeiden und das Verschmutzungsverhalten zu verbessern Standard d Schmutziger Zustand, die Kriechstrecke eines 1000-kV-Synthetik-Hängeisolators sollte mindestens 545 x 59=321,55 (mm) betragen.
Entsprechend den technischen Bedingungen beziehen Sie sich auf das Porzellan-Isolator-String-Schema, durch die Hersteller-Untersuchung.
Die Montage der synthetischen Isolatorschnur ist im Grunde die gleiche wie die der Porzellan-Isolatorschnur. Aufgrund von Qualitätseinschränkungen sind der U-förmige Aufhängering, der Verlängerungsring, die Verbindungsplatte, der Einstellring und die Spannklemme, die bei der Montage von synthetischen Isolatorschnüren verwendet werden, die gleichen wie die, die bei Porzellan-Isolationsschnüren verwendet werden. Unter Berücksichtigung des Unterschieds in den elektrischen Eigenschaften zwischen dem Kunststoffmaterial und dem Porzellanmaterial. Der für die Isolatorkette verwendete Spannungsausgleichsring und der Abschirmring können unterschiedlich sein, was nach einer spezifischen Analyse des elektrischen Felds des Montage- und Verbindungsschemas bestimmt werden muss. Denn die Kunststoff-Isolatorkette mit hartem Verbindungsdorn, für den gesamten Verbindungsaufbau. Es ist bequem, die Saite vor Ort zu installieren und aufzubauen. Nach der Installation gibt es keinen U-förmigen Effekt, der durch die lange Länge der Porzellan-Isolatorschnur verursacht wird. Daher wird eine zusammengesetzte Isolatorkette angenommen. Für die V-Hängekette der Druckausgleichsringe ist es möglich, Sattelringe durch einfachere Rennbahnringe zu ersetzen.
Typ V hängende Isolatorkette
Die Verwendung einer "V"-Isolatorkette für kompakte und kompakte Übertragungsleitungen kann die Schwingungsamplitude des Drahtes effektiv begrenzen und somit die Größe des Turmkopfes und die dynamische und statische Breite des Korridors verringern. Aufgrund des engen Abstands zwischen den dreiphasigen Drähten sind die natürliche Übertragungsleistung und die elektromagnetische Umgebung der Leitungen besser als bei gewöhnlichen Leitungen. Der Winkel der „V“-Isolatorkette wirkt sich direkt auf die Größe des Turmkopfes und die Belastung der Isolatorkette aus. Laut einer großen Anzahl von Forschungs- und Designdaten, die im In- und Ausland gesammelt wurden, liegt der eingeschlossene Winkel der Saite vom Typ "V" grundsätzlich zwischen 70 Grad und 120 Grad. Die Belastung der "V"-Isolatorkette ist kompliziert, was nicht nur mit der vertikalen Belastung zusammenhängt, sondern auch mit dem enthaltenen Winkel, der horizontalen Belastung und der Längsbelastung der "V"-Isolatorkette. Je größer der eingeschlossene Winkel der "V"-Isolatorkette ist, desto größer ist die vertikale, horizontale und Längslast.
Technische und wirtschaftliche Analyse
Nach dem Einsatz von Kunststoffen kann die 1000kV-Hängeisolatorstranglänge um fast 1m gekürzt werden. Basierend auf dem Anordnungs- und Anschlussschema der 1000-kV-Verteilereinheit kann die Höhe des Einlass- und Auslassleitungsrahmens von 41 m auf 40 m reduziert werden. In Anbetracht der Tatsache, dass die Masse einer einzelnen synthetischen Isolatorschnur etwa 1,2 t geringer ist als die einer Porzellan-Isolatorschnur, wurde durch die erneute Optimierung des Designs der ein- und ausgehenden Drahtrahmen jeder Stift des ankommenden Drahtrahmens (Breite 49 m ) könnte etwa 2 t Stahl einsparen und jeder Stift des ausgehenden Drahtrahmens (Breite 51 m) könnte etwa 2,5 t Stahl einsparen. Berechnet auf den Stahlpreis von 10,000 Yuan/t, könnte jeder Pin des eingehenden Frames etwa 20.000 Yuan und jeder Pin des ausgehenden Frames etwa 25.000 Yuan einsparen. Kombiniert mit Isolatormaterial-Investitionsschätzung und Herstellerangebot. Der Preis für ein einzelnes Stück Porzellanisolator beträgt 139 Yuan, und der Preis für einen einzelnen synthetischen Isolator beträgt 4600 Yuan. Wenn die Montage der Isolatorkette gleich ist, beträgt die Investition für jede synthetische Isolatorkette etwa 7200 Yuan weniger als die für eine Porzellan-Isolatorkette.
Obwohl die 1000-kV-Kunststoff-Isolatorkette bestimmte technische und wirtschaftliche Vorteile gegenüber der Porzellan-Isolatorkette hat, ist die Laufzeit des Kunststoffisolators kürzer. Wie man den Alterungseffekt von synthetischen Materialien verzögern und das Herstellungs- und Technologieniveau von Isolatoren verbessern kann, ist immer noch ein wichtiger Faktor, der die Verbreitung und Anwendung von synthetischen Isolatoren in UHV-Stationen einschränkt. Kontinuierliche Folgestudien sind erforderlich. Darüber hinaus sollte die Anwendung einer synthetischen 1000-kV-Isolatorkette mit einer elektrischen Feldanalyse kombiniert werden, um das Design des Spannungsausgleichsrings und des Abschirmrings der Isolatorkette weiter zu optimieren. Zu den internationalen Forschungsergebnissen der letzten Jahre. Synthetische Isolatoren sind kein wartungsfreies Produkt. Die Betriebserfahrung zeigt, dass die Hydrophobizität synthetischer Isolatoren nach einer bestimmten Anzahl von Betriebsjahren unter der Einwirkung von Ozon, ultraviolettem Licht, Feuchtigkeit, elektrischer Belastung bei hohen und niedrigen Temperaturen und anderen externen Faktoren in unterschiedlichem Maße abnimmt, was der Hauptgrund dafür ist der "unbekannte Überschlag" beim Betrieb von Verbundisolatoren. Daher nach der großflächigen Anwendung von synthetischen Isolatoren. Es lohnt sich auch, darauf zu achten, wie man die Online-Überwachung seiner Laufleistung gut macht.
Zusammenfassen
In Anbetracht des Gewichts des Isolators von 160 kN wird immer noch eine V-Aufhängungsstruktur verwendet. Unter der Bedingung der nationalen Standard-d-Verschmutzung sollte die Kriechstrecke des Isolators nicht weniger als 32155 mm betragen. In Anbetracht des Gewichts und der Verbindungsart der 1000-kV-Hängeisolatorkette können die 1000-kV-Kunststoffisolatorkette und die Porzellan-Isolatorkette auf die gleiche Weise zusammengebaut werden. Der enthaltene Winkel der V-förmigen Saite wird immer noch als 65 Grad betrachtet, sodass die Isolatorsaite nicht durch Kompression beschädigt wird und die Designanforderungen erfüllt.