Увод: Одлука која може донети или покварити ваш пројекат
Завршили сте дизајн торња, потврдили спецификације проводника и сада буљите у листу набавки са једном линијом која изгледа варљиво једноставно:изолатори. Изаберите погрешан тип и гледате на кварове преласка, преурањене замене или скуп редизајн усред{1}}пројекта. Изаберите прави и линија ће тихо радити 30-40 година.
Овај водич је написан за инжењере, стручњаке за набавке и менаџере пројеката којима је потребан јасан, технички утемељен одговор -, а не дефиниција из уџбеника. Прошетаћемо кроз пет одлука које заправо одређују који изолатор припада вашој линији, подржаних праговима напона, реалношћу механичког оптерећења и подацима о трошковима одржавања које већина чланака за поређење прескаче.
Пин изолатор наспрам изолатора суспензије надземног далековода
Део 1: Разумевање између чега заправо бирате
Пре поређења, помаже да се разуме зашто ова два типа уопште постоје.
Пин изолаторибили су први горњи изолатори икада развијени - они су у непрекидној употреби од 1880-их. Један комад порцелана (или стакла, или полимера) је монтиран на иглу причвршћеном за попречну руку, а проводник се налази у жлебу на врху, причвршћен жицом за везивање. Једноставно, компактно, јефтино. Проблем је у физици: како се напон повећава, изолатор мора расти виши и шири да би одржао адекватанпузна удаљеност(путна струја мора да путује дуж површине да би стигла до земље). Преко 33 кВ, тај појединачни комад постаје непрактично тежак - понекад прелази 50 кг - и момент савијања на самом клину постаје структурална обавеза.
Изолатори суспензије- који се понекад називају изолатори дискова или изолатори на жици - решавају ово тако што разбијају захтеве за изолацијом на низ идентичних дискова (сваки је обично оцењен на 11 кВ), повезаних металном куглицом-и-прикључцима и окаченим окомито са попречне руке. Проводник виси са дна. Треба вам већи капацитет напона? Додајте још дискова. Треба да замените неисправну јединицу на терену? Замените један диск, а не цео низ.
Ова модуларност је основна инжењерска предност која чини низове дискова подразумеваним избором за инфраструктуру{0}}на нивоу преноса широм света.
Део 2: Пет критеријума који одређују ваш избор
1. Ниво напона - Полазна тачка о којој се-не може преговарати
Ово је најјаснија капија одлуке у избору изолатора:
| Волтаге Ранге | Препоручени тип | Разлог |
|---|---|---|
| До 11 кВ | Пин изолатор | Један{0}}комад, потпуно адекватан |
| 11 кВ – 33 кВ | Пин изолатор | И даље економичан; Доступни су{0}}вишеструки дизајни |
| 33 кВ – 66 кВ | Сива зона | Пин изолатори су и даље могући, али су све гломазнији; пожељне жице за диск |
| 66 кВ и више | Диск стринг | Једино практично и економично решење |
| 220 кВ+ | Диск стринг | 14–20 дискова по низу; нема одрживе пин алтернативе |
Низ дискова од 66 кВ обично користи 6 стандардних дискова. Линија 220 кВ захтева приближно 14 дискова. Линија 400 кВ може користити 23 или више. Могућност једноставног додавања дискова уместо дизајна потпуно новог изолатора је оно што чини да се ови системи ефикасно скалирају у различитим класама напона.
2. Будућа надоградња напона - Одлука о трошковима донета данас
Један од фактора који се највише занемарује у избору изолатора је питање надоградње. Ако је ваша регионална управа за мрежу објавила планове за подизање напона на линији са 66 кВ на 132 кВ у наредних 10–15 година - уобичајен сценарио на тржиштима која се брзо-развијају у Југоисточној Азији, Африци и Јужној Америци - изолатори иглица вам омогућавају потпуну замену. Жице диска не. Теренске екипе могу да додају дискове постојећем хардверу без замене попречних кракова или окова торња. У пројекту проширења мреже из 2019. на Филипинима, ова могућност повећања постојећег 69 кВ водова на 115 кВ коришћењем постојеће структуре торња - додавањем три диска по низу - уштедела је процењених 22% пројектованих трошкова грађевинских радова.
3. Дужина распона и механичко оптерећење
У стандардним дистрибутивним водовима са распонима од 50–100 метара, пинови изолатори без потешкоћа подносе комбиновану тежину и оптерећење ветра проводника. Али за прелазе преко река, долине или планински терен где распони рутински прелазе 400–600 метара, вертикално оптерећење на носачима изолатора је драматично веће.
Жице диска носе оптерећењечиста напетост- висе, као ланац. Ово је механички ефикасно. Насупрот томе, изолатори игле носе оптерећењесавијањена споју попречне руке, што ствара концентрацију напрезања која убрзава квар под великим или дуготрајним оптерећењем. За велике распоне или локације склоне галопирању проводника (велике-осцилације амплитуде изазване ветром на проводницима обложеним ледом-), флексибилност висећег диска делује као природни тампон напрезања. Жица се може љуљати бочно; крути изолатор игле не може.
4. Стратегија одржавања и укупни трошкови власништва
Прво поређење трошкова даје предност изолаторима на иглицама на напонима дистрибуције -, они су једноставни за производњу и захтевају минималан хардвер. Али економија одржавања говори нијансиранију причу.
Када изолатор игле поквари због пробијања или механичког оштећења, цела јединица се мора заменити. Линијска посада мора да се попне, -искључи распон, уклони неисправну јединицу и инсталира нову. Када један диск у низу поквари, иста екипа замењује само тај диск - што је задатак који, уз помоћ -алатима на линији и вежбом, може да се заврши за мање од сат времена по локацији без-искључивања струјања кола.
Током трајања пројекта од 30- година на 220 кВ линији са 500 стубова, чак и скромна разлика у времену одржавања по-инциденту се претвара у значајну разлику у буџету за рад. Због тога су се преносне компаније у Европи, Северној Америци и све више у азијско-пацифичком региону стандардизовале скоро у потпуности на системе диск низа за водове изнад 66 кВ.
5. Услови животне средине - Случај за модерне материјале
Стандардни изолатори од порцелана и стакла имају деценијама доказане перформансе на терену, али имају познату слабост: у обалним регионима, индустријским ходницима или{0}}областима са великим{0}}областима са великим наслагама загађења, површина стандардног диска може да формира проводљиви филм када је мокра, што драматично смањује отпорност на прескок.
Овде се избор материјала укршта са типом изолатора. За линије у јако загађеним срединама, акомпозитни суспензијски изолатор- изграђен на језгру шипке од полимера ојачаног стакленим-фиберима (ГФРП) са кућиштем од силиконске гуме - нуди значајну предност у погледу перформанси. Површина силикона је инхерентно хидрофобна (одбија воду, а не ствара непрекидни проводљиви филм), самочисти се- на киши и отпорна је на УВ деградацију. Јединице овог типа теже отприлике једне-седме до једне-десетине еквивалентних керамичких дискова, смањујући структурна оптерећења на стубовима и поједностављујући инсталацију на удаљеним теренима. Они су сада пожељна спецификација за ЕХВ (екстра{9}}високе-водове) у окружењима где керамичке јединице-класе загађења захтевају често прање.
За дистрибутивне водове где вам је потребна једноставност инсталације типа -, али захтевају боље перформансе загађивања од традиционалног порцелана,33 кВ Полимер Пин Инсулаторизграђен на језгру од ФРП-а са поклопцима од силиконске гуме пружа директну путању за надоградњу - одржавајући исто сучеље игле попречне руке док нуди перформансе хидрофобне површине композитне технологије. Ово је посебно релевантно за приобалне дистрибутивне мреже где су корозија и загађење-наносом соли стални изазови одржавања.
ВИЦТОРИ композитни суспензијски изолатор
Део 3: Практични оквир за доношење одлука
Пре него што наручите, одговорите на ових пет питања у низу:
- Колики је радни напон?Ако је изнад 33 кВ, дискови су ваша основна линија.
- Да ли је повећање напона планирано у року од 20 година?Ако је одговор да, системи дискова омогућавају инкременталну надоградњу без замене хардвера.
- Да ли неки распони прелазе 300 метара?Ако јесте, потребна је затезна носивост система висећих жица.
- Колики је ниво загађења на локацији?Ако су тешки (ИЕЦ класа загађења ИИИ или ИВ), треба навести композитне материјале.
- Какав је приступ за одржавање?Удаљене локације са тешким приступом фаворизују системе низова дискова са могућношћу замене појединачних дискова.
Ако ваши одговори јасно указују на једну врсту, ваша одлука је донета. Ако раздвоје -, рецимо, 33 кВ вод у приобалном подручју високог{3}}загађења са потврђеном надоградњом на 66 кВ за осам година -, одговор је низ дискова са композитном спецификацијом од првог дана.
Резиме: Смернице које се могу применити
Пин изолатори су поуздано, -исплативо решење за дистрибутивне водове до 33 кВ у стандардним условима животне средине. Имају 140 година искуства и остају у потпуности прикладни за већину светске дистрибутивне инфраструктуре.
Висећи изолатор је прави инжењерски избор за било који вод који ради изнад 33 кВ, било који вод са планираним надоградњом напона, дугим-укрштањима или локацијама које захтевају замену појединачних компоненти. За загађена окружења, навођење композитних материјала - да ли су композитни дискови или композитни типови пинова за ниже напоне - елиминише најчешћи узрок нестанка у вези са изолатором-.
Одлука је ретко „шта је боље у апсолутном смислу”. Увек је „што је исправно за овај напон, ово окружење, ову стратегију одржавања и овај 30-годишњи хоризонт трошкова“. Прођите кроз тих пет критеријума пре него што наведете, и одговор ће постати јасан.
ФАК
П1: Да ли се изолатори на иглицама могу користити на 66 кВ линији?
Технички да, - вишеделни-изолатори са иглицама су постављени на 66 кВ -, али постају изузетно тешки (појединачне јединице могу да пређу 40 кг), тешки за руковање на попречној руци и скупљи од еквивалентног низа дискова. Већина комуналних предузећа третира 33 кВ као практичан плафон за типове пинова.
П2: Колико дискова је потребно низу на 132 кВ?
Стандардни порцелански или стаклени диск је оцењен на 11 кВ по јединици. За систем од 132 кВ, низ обично садржи 8–10 дискова, у зависности од профила диска, класе загађења и применљивог стандарда (ИЕЦ или АНСИ). Ваш добављач изолатора треба да пружи препоруку за конфигурацију жице на основу вашег специфичног нивоа загађења на локацији.
П3: Колики је животни век изолатора диска?
Дискови од порцелана и каљеног стакла рутински постижу 40-50 година радног века у нормалним условима рада. Композитне јединице имају краћу документовану историју на терену (широко усвајање је почело 1990-их), али убрзани тестови старења и теренски подаци од 25+ година из раних инсталација сугеришу упоредиву дуговечност када је тачно наведено за окружење загађења.
П4: Да ли је безбедно мешати старе и нове дискове у поправљеном низу?
Генерално је прихватљиво заменити појединачне неисправне дискове новим јединицама истог типа и електричне класе, под условом да се механичка класа (оцена чврстоће М&Е) поклапа. Мешање типова дискова различитих произвођача у једном низу се не препоручује без инжењерске верификације, пошто димензије куглице-и-утичнице морају бити компатибилне (ИЕЦ 60305 дефинише стандардне величине утичнице).
П5: Да ли системи са жицама на дисковима захтевају већу висину торња него изолатори иглица?
Да. Пошто проводник виси испод попречне руке на вертикалној узици - уместо да седи на врху попречне руке на чиоди -, тачка причвршћивања мора бити виша да би се одржао исти размак од тла. Ово је узето у обзир у дизајну стубова за далеководе, где су системи са дисковима стандардни, али је релевантно за разматрање када се накнадно уграђују разводни стубови типа пин- за услуге вишег напона.