Оптимальный выбор изоляторов, применяемых на подстанциях
Чтобы добиться наилучшего выбора опорных изоляторов для различных приложений подстанций (например, разъединителей AIS), необходимо учитывать различные технические параметры. В частности, при оптимизации размеров изоляторов следует учитывать следующие важные факторы: механические, электрические, экологические, функциональные и экономические. Выступление эксперта GE Grid Solutions Марко Носилати&на ВСЕМИРНОМ КОНГРЕССЕ INMR проведет всесторонний обзор возможных решений на рынке и проведет качественное техническое сравнение.
В зависимости от применения на подстанциях можно использовать множество различных типов опорных изоляторов, таких как опоры шин, гладкие опоры реакторов, распределительные устройства и т. д.
Ключевые требования для изолирующих выключателей AIS можно разделить на три основные категории:
1. Функциональные и электрические требования
Основной функцией разъединителя (также называемого разъединителем или разъединителем) является обеспечение безопасности. В открытом состоянии он должен обеспечивать видимый и надежный разрыв отключения; в закрытом состоянии он должен выдерживать протекание нормального тока и тока неисправности без прерывания или нештатной небезопасной ситуации. Фактически, разъединитель должен избегать разряда через открытые погодные зазоры и землю.
2. Механические требования:
С механической точки зрения, помимо собственной рабочей нагрузки, разъединитель должен также нести внешнюю нагрузку. Например, в оборудовании сверхвысокого напряжения одним из самых тяжелых условий является риск землетрясений. Поэтому, если необходимо выполнить все сейсмические требования, необходимо выполнить высокоточный расчет. Другими нагрузками, которые следует учитывать, являются короткое замыкание, высокоскоростной ветер и оконечные нагрузки.
3. Экологические требования
Изолирующий выключатель полностью подвергается воздействию окружающей среды и должен выдерживать факторы внешней среды, такие как сильное обледенение (очень важный фактор, поскольку полностью меняет работу изолятора) или сильный дождь, что увеличивает риск разряда. Самое главное, загрязнение является основным фактором при определении размера, потому что нарушение изоляции может вызвать электрический разряд на землю.
Все эти требования тесно связаны с характеристиками изоляторов, что делает изоляторы одним из наиболее важных элементов разъединителей и многих других применений на подстанциях. Принимая во внимание другие требования, связанные с перемещением под нагрузкой при эксплуатации, разъединитель фактически имеет еще одну ключевую проблему, с которой не сталкиваются другие виды оборудования, а именно движение механических частей, необходимых для размыкания и замыкания оборудования. Поэтому для правильной работы данного типа оборудования оно должно иметь определенную заданную жесткость.
В дополнение к вышеуказанным ограничениям необходимо обеспечить компактные и экономичные решения для большинства современных подстанций's под открытым небом. Разработка опорных изоляторов электростанций может внести огромный вклад в достижение этой цели за счет ограничения необходимого дугового расстояния сборных шин, разъединителей и другого станционного оборудования. Этого можно достичь путем оптимизации конструкции опорного изолятора, например, путем выбора наиболее подходящего материала, повышения механической прочности и жесткости, уменьшения количества пакетов/промежуточных фланцев, а также оптимизации профиля лесов и коэффициента утечки.
Для сверхвысокого напряжения основная проблема изоляторов связана с высотой, особенно потому, что в загрязненной среде обычно требуются очень большие пути утечки. Связанные с этим механические требования к изгибающим и скручивающим нагрузкам только усложняют задачу и значительно усложняют изготовление таких узлов.