Introduction
Les isolateurs utilisés dans les sous-stations UHT 1000kV nécessitent une résistance mécanique plus élevée, de bonnes performances électriques et des performances anti-pollution. Dans le même temps, les isolateurs 1000 kV doivent avoir une fiabilité opérationnelle plus élevée en raison de leur chaîne plus longue et de la détection et du remplacement extrêmement peu pratiques.
La chaîne d'isolateurs en porcelaine 1000kV présente les inconvénients de nombreuses pièces, d'une structure longue et d'un poids important. Dans le même temps, en raison de la faible hydrophobicité des matériaux en porcelaine électrique, les chaînes d'isolateurs en porcelaine sont sujettes au contournement dans un environnement humide (comme les jours de pluie et de brouillard). Par conséquent, des mesures telles que des isolants à valeur nulle suffisants ou un revêtement supplémentaire de matériaux antisalissures RTV ou PRTV sont souvent prises pour augmenter la ligne de fuite des chaînes d'isolateurs. Cependant, cela augmentera encore la longueur de la chaîne d'isolateurs et la charge de travail de maintenance. L'application d'isolants synthétiques dans le réseau électrique est également devenue un point chaud de la recherche en raison des avantages d'une tension de foudre polluante élevée, d'un taux d'utilisation élevé de la ligne de fuite et de bonnes caractéristiques d'accumulation de pollution. Des isolateurs synthétiques (y compris des isolateurs de pilier et des isolateurs de suspension) ont été utilisés pour remplacer les isolateurs en porcelaine dans certaines sous-stations de 750 kV et moins. Les traversées 1000kVGIS des sous-stations 1000kV, telles que les stations Jingmen et Wannan, utilisent également en partie des matériaux synthétiques, et elles fonctionnent bien.
État de développement de la chaîne d'isolateurs en porcelaine
Dans les sous-stations UHT qui ont été construites ou sont en construction, le type de disposition spécifique du dispositif de distribution 1000kV est combiné. Un isolateur en porcelaine de type double ou triple parapluie avec une grande distance d'escalade est sélectionné comme chaîne d'isolateurs de tension transversale dans la station. Pour la chaîne d'isolateurs pendante, afin de contrôler la longueur de la chaîne et d'assurer la distance de sécurité entre la ligne de plomb et l'équipement en dessous, l'isolateur en porcelaine de type à trois parapluies est sélectionné. La ligne de fuite monobloc de l'isolateur en porcelaine à trois parapluies pour isolateur de suspension est de 545 mm.
Le nombre de chaînes d'isolateurs dépend du niveau de pollution du poste. La méthode de la ligne de fuite ou la méthode de la tension de tenue au contournement de la pollution est utilisée pour déterminer : mais lorsqu'il est difficile de déterminer les caractéristiques de résistance à la pollution des isolateurs par des essais sur le terrain, le nombre de chaînes d'isolateurs est également déterminé ou vérifié en coopérant avec le niveau d'isolation de l'isolateur de ligne. cordes.
Pour les sous-stations UHV situées dans la norme nationale d zone sale, conformément à GB/T 26218.2-2010 "Sélection et détermination de la taille des isolateurs haute tension à utiliser dans des conditions sales Les isolateurs en verre pour système AC" est de 43,3 mm/kV. Après avoir pris en compte les isolateurs à valeur nulle, le nombre de chaînes d'isolateurs suspendus de 1 000 kV est de 59 pièces. Il existe également des sous-stations UHV situées dans la zone contaminée de niveau d2. Combiné avec GB/T 26218 .2-2010 et les réglementations pertinentes de la société d'exploitation de l'énergie électrique sur la configuration de l'isolation, la ligne de fuite spécifique unifiée est fixée à 48,5 mm/kV. À ce stade, le nombre d'isolateurs pendants doit être augmenté en conséquence. Lorsque le niveau de la zone contaminée est encore augmentée, d'autres mesures doivent être prises car l'équipement de poteau en porcelaine 1000kV existant n'est pas en mesure de répondre aux exigences de configuration d'isolation externe. utile pour augmenter simplement la ligne de fuite de la chaîne d'isolateurs.
D'après les résultats de l'étude sur le balancement du fil 1000kV à différentes périodes, l'influence de la déviation du vent du fil sur la distance entre phases est limitée. Une chaîne d'isolateurs de tension de type I, double I ou V peut être utilisée pour la ligne transversale des lignes entrantes et sortantes du dispositif de distribution 1000kV. La chaîne d'isolateurs de type V est généralement utilisée pour la ligne de bus principale, et une seule chaîne d'isolateurs suspendus de type I ou V peut être utilisée pour la ligne de descente et le cavalier. Dans la sous-station UHV qui a été construite, la chaîne d'isolateurs suspendus de 1000 kV adopte principalement une structure en forme de V pour limiter le balancement du fil et réduire la largeur du cadre. Pour la sous-station UHV dans la zone contaminée de niveau D, la chaîne de groupe de chaînes d'isolateurs suspendus de type V de 1000 kV sélectionne généralement une feuille d'isolateur en porcelaine à trois parapluies de 160 kN, avec une hauteur de structure unique de 160 mm, une ligne de fuite de 545 mm et le nombre de feuilles isolantes de 59 pièces.
La chaîne d'isolateurs suspendue de 1000 kV dans la sous-station UHV est principalement utilisée pour accrocher le fil conducteur des lignes entrantes et sortantes à la traversée GIS, et la chaîne d'isolateurs est équipée d'un clip de tension. Par calcul, on constate que ce n'est que lorsque l'angle inclus de la chaîne d'isolateurs de type V est supérieur à l'angle de déviation du vent maximal du fil, que la chaîne d'isolateur peut être relâchée sous la déviation maximale du vent du fil et empêcher l'isolateur de tomber ou d'être endommagé sous la pression.
Schéma de chaîne d'isolateur de suspension
La chaîne d'isolateurs suspendus de 1000 kV dans la sous-station AC UHV adopte une structure de suspension de type V. La masse de l'isolant est considérée comme 160kN. Détermination de la ligne de fuite pour les isolateurs synthétiques. Selon GB/T26218.3 -- 2010 "La sélection et la taille des isolateurs haute tension à utiliser dans des conditions sales Partie 3 : Selon "Isolateur composite pour système AC", en raison des caractéristiques de forme et de matériau, la résistance à la pollution de l'isolant de parapluie en caoutchouc de silicone est généralement meilleur que celui de l'isolant en porcelaine ou de l'isolant en verre lorsque la ligne de fuite est la même.Si la tolérance à la pollution ou le contournement est uniquement pris en compte, la distance de fuite peut être réduite lorsque l'isolant synthétique est utilisé.Cependant, par rapport à matériaux traditionnels en porcelaine, les matériaux en caoutchouc de silicone sont plus susceptibles de se détériorer sous l'action de l'environnement, du champ électrique et de l'arc, ce qui réduira les performances de pollution et la durée de vie des isolateurs dans certaines conditions.Par conséquent, les isolateurs synthétiques avec la même ligne de fuite que la porcelaine ou les isolants en verre sont recommandés pour éviter la détérioration, les problèmes de contournement et améliorer les performances de pollution. condition sale standard d, il est recommandé que la ligne de fuite de l'isolateur suspendu synthétique de 1000 kV ne soit pas inférieure à 545x59=321.55(mm).
Selon les conditions techniques, se référer au schéma de la chaîne d'isolateurs en porcelaine, via l'enquête du fabricant.
L'assemblage de la chaîne d'isolateurs synthétiques est fondamentalement le même que celui de la chaîne d'isolateurs en porcelaine. En raison de restrictions de qualité, l'anneau de suspension en forme de U, l'anneau d'extension, la plaque de connexion, l'anneau de réglage et la pince de tension utilisés dans l'assemblage de la chaîne d'isolateurs synthétiques sont les mêmes que ceux utilisés dans la chaîne d'isolateurs en porcelaine. Considérant la différence de propriétés électriques entre le matériau synthétique et le matériau en porcelaine. L'anneau d'égalisation de tension et l'anneau de blindage utilisés pour la chaîne d'isolateurs peuvent être différents, ce qui doit être déterminé après une analyse de champ électrique spécifique du schéma d'assemblage et de connexion. Parce que la chaîne d'isolant synthétique avec mandrin de connexion dur, pour toute la structure de connexion. Il est pratique d'installer et de construire la chaîne sur place. Après l'installation, il n'y aura pas d'effet en forme de "U" causé par la longue longueur de la chaîne isolante en porcelaine. Par conséquent, une chaîne d'isolateurs composites est adoptée. Il est possible de remplacer les anneaux de selle par des anneaux de piste de course plus simples pour la chaîne en V d'anneaux d'égalisation de pression.
Chaîne d'isolateurs suspendus de type V
L'utilisation d'une chaîne d'isolateurs en "V" pour les lignes de transmission compactes et compactes peut limiter efficacement l'amplitude d'oscillation du fil, réduisant ainsi la taille de la tête de tour et la largeur dynamique et statique du couloir. En raison de la faible distance entre les fils triphasés, la puissance de transmission naturelle et l'environnement électromagnétique des lignes sont meilleurs que ceux des lignes ordinaires. L'angle de la chaîne d'isolateurs en "V" affecte directement la taille de la tête de la tour et la contrainte de la chaîne d'isolateurs. Selon un grand nombre de données de recherche et de conception recueillies au pays et à l'étranger, l'angle de chaîne de type "V" inclus est essentiellement compris entre 70 degrés et 120 degrés. La charge de la chaîne d'isolateurs "V" est compliquée, ce qui n'est pas seulement lié à la charge verticale, mais également à l'angle inclus, à la charge horizontale et à la charge longitudinale de la chaîne d'isolateurs "V". Plus l'angle inclus de la chaîne d'isolateurs en "V" est grand, plus la charge verticale, horizontale et longitudinale est importante.
Analyse technique et économique
Après l'utilisation de matériaux synthétiques, la longueur de chaîne d'isolateur de suspension de 1000 kV peut être raccourcie de près de 1 m. Sur la base de l'agencement et du schéma de connexion de l'unité de distribution 1000kV, la hauteur du cadre de ligne d'entrée et de sortie peut être réduite de 41 m à 40 m. Dans le même temps, étant donné que la masse d'une seule chaîne d'isolateurs synthétiques est inférieure d'environ 1,2 t à celle d'une chaîne d'isolateurs en porcelaine, en réoptimisant la conception des armatures métalliques entrantes et sortantes, chaque broche de l'armature métallique entrante (largeur 49 m ) pourrait économiser environ 2 t d'acier et chaque broche du fil de fer sortant (largeur 51 m) pourrait économiser environ 2,5 t d'acier. Calculé au prix de l'acier de 10 000 yuans/t, chaque broche du cadre entrant pourrait économiser environ 20 000 yuans et chaque broche du cadre sortant pourrait économiser environ 25 000 yuans. Combiné avec l'estimation de l'investissement en matériau isolant et le devis du fabricant. Le prix d'un seul isolant en porcelaine est de 139 yuans et le prix d'un seul isolant synthétique est de 4 600 yuans. Si l'assemblage de la chaîne d'isolant est le même, l'investissement de chaque chaîne d'isolant synthétique est d'environ 7200 yuans inférieur à celui d'une chaîne d'isolateur en porcelaine.
Bien que la chaîne d'isolateurs synthétiques de 1000 kV présente certains avantages techniques et économiques par rapport à la chaîne d'isolateurs en porcelaine, le temps de fonctionnement de l'isolateur synthétique est plus court. Comment retarder l'effet de vieillissement des matériaux synthétiques et améliorer la fabrication et le niveau technologique des isolateurs reste un facteur important limitant la vulgarisation et l'application des isolateurs synthétiques dans les stations UHV. Des études de suivi continu sont nécessaires. De plus, l'application d'une chaîne d'isolateurs synthétiques de 1 000 kV doit être combinée à l'analyse du champ électrique afin d'optimiser davantage la conception de l'anneau d'équilibrage de tension et de l'anneau de blindage de la chaîne d'isolateurs. Sur les résultats de la recherche internationale ces dernières années. Les isolateurs synthétiques ne sont pas un produit sans entretien. L'expérience d'exploitation montre que l'hydrophobicité des isolateurs synthétiques diminuera à des degrés divers après un certain nombre d'années de fonctionnement sous l'action de l'ozone, de la lumière ultraviolette, de l'humidité, des contraintes électriques à haute et basse température et d'autres facteurs externes, ce qui est la principale raison de le « contournement inconnu » dans le fonctionnement des isolateurs composites. Par conséquent, après l'application à grande échelle d'isolants synthétiques. Il convient également de prêter attention à la manière de bien surveiller en ligne ses performances de fonctionnement.
Résumer
Considérant le poids de l'isolateur comme 160kN, la structure de suspension de type V est toujours adoptée. Dans des conditions de pollution standard nationale d, la ligne de fuite de l'isolant ne doit pas être inférieure à 32155 mm. Compte tenu du poids et du mode de connexion de la chaîne d'isolateurs suspendus de 1 000 kV, la chaîne d'isolateurs synthétiques de 1 000 kV et la chaîne d'isolateurs en porcelaine peuvent être assemblées de la même manière. L'angle de la chaîne en forme de V inclus est toujours considéré comme étant de 65 degrés, de sorte que la chaîne isolante ne sera pas endommagée par la compression et répondra aux exigences de conception.