Με την ταχεία ανάπτυξη του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας υψηλής τάσης της Κίνας, σύνθετοι μονωτές με μικρό μέγεθος, καλή ελαστικότητα, εύκολο να καταστραφούν, μικρό βάρος και υψηλή μηχανική αντοχή έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως στις γραμμές μεταφοράς για τα εξαιρετικά αντιρρυπαντικά χαρακτηριστικά τους, ελαφρότητα, βολικό εγκατάσταση και συντήρηση. Οι σύνθετοι μονωτές, όπως φαίνεται στο σχήμα 1, αποτελούνται από σύνθετη φούστα ομπρέλας, χαλύβδινο μπουλόνι ποδιού, σφαίρα τόξου, ασπίδα και άλλα μέρη [1]. Ωστόσο, ανάλογα με τα διαφορετικά επίπεδα τάσης γραμμής, τα διαφορετικά γεωγραφικά περιβάλλοντα και τις διαφορές στην κατανόηση, υπάρχουν διαφορετικοί τρόποι εγκατάστασης του δακτυλίου εξισορρόπησης τάσης των σύνθετων μονωτών. Σε σύγκριση με τους παραδοσιακούς μονωτήρες από πορσελάνη ή γυαλί, υπάρχει ένα ακόμη εξάρτημα κατά την εγκατάσταση -- δακτύλιος εξισορρόπησης τάσης.
1.Η λειτουργία του δακτυλίου κοινής πίεσης του σύνθετου μονωτή
Όπως υποδηλώνει το όνομα, η λειτουργία του δακτυλίου εξισορρόπησης τάσης είναι να κατανέμει ομοιόμορφα την τάση στη σειρά του μονωτή. Συνήθως τα δύο άκρα του μονωτή ή της σειράς μονωτή είναι δυναμικό αγωγού και γεωδαιτικό δυναμικό αντίστοιχα, δηλαδή η τάση φάσης. Λόγω της επίδρασης του καλωδίου στη χωρητικότητα της σύζευξης γείωσης και της χωρητικότητας φάσης μεταξύ των καλωδίων, η τάση φάσης εμφανίζεται ανομοιόμορφη κατανομή σε ολόκληρη τη σειρά του μονωτή. Ο νόμος κατανομής έχει ως εξής: η πτώση τάσης του μονωτή κοντά στο άκρο του καλωδίου είναι η μεγαλύτερη και η πτώση τάσης του μονωτή μακριά από το άκρο του σύρματος σταδιακά μειώνεται. Όταν ο μονωτήρας βρίσκεται κοντά στον εγκάρσιο βραχίονα του πύργου, η πτώση τάσης αυξάνεται. Ως αποτέλεσμα, μπορεί να εμφανιστεί κορώνα. Η αρχή του δακτυλίου εξισορρόπησης τάσης είναι ότι η εγκατάσταση ενός δακτυλίου εξισορρόπησης τάσης στο άκρο του σύρματος ενός μονωτήρα ή μιας σειράς μονωτή ισοδυναμεί με την εγκατάσταση ενός παράλληλου πυκνωτή, αυξάνοντας έτσι την χωρητικότητα του μονωτή προς το καλώδιο και βελτιώνοντας την κατανομή τάσης.
Ο δακτύλιος εξισορρόπησης τάσης του σύνθετου μονωτήρα έχει λειτουργίες όπως επαγωγή τόξου (εμφανίζεται ανάφλεξη εκφόρτισης ανάμεσα σε δύο δακτυλίους στη γραμμή για να προστατεύσει το περίβλημα της ομπρέλας από το κάψιμο), πρόληψη μεταλλικής κορώνας, βελτίωση κατανομής τάσης και μείωση της έντασης πεδίου στο τέλος του το μαντέλο. Ο πυρήνας του σύνθετου μονωτήρα είναι κατασκευασμένος από οργανικό υλικό, έτσι ο δακτύλιος ομοιόμορφης πίεσης μπορεί να μειώσει την ένταση πεδίου της πλευρικής ράβδου πυρήνα υψηλής πίεσης και να καθυστερήσει τη γήρανση της ράβδου πυρήνα σε κάποιο βαθμό.
Στην πραγματική λειτουργία, εάν ο σύνθετος μονωτήρας δεν έχει εγκατασταθεί με δακτύλιο εξισορρόπησης τάσης, είναι αναμφισβήτητο γεγονός ότι η κατανομή τάσης της έντασης του πεδίου επιφάνειας είναι εξαιρετικά άνιση, αλλά η θέση εγκατάστασης και η δομή του δακτυλίου εξισορρόπησης τάσης του σύνθετου μονωτή έχουν μεγάλη επίδραση στη βελτίωση της κατανομής τάσης του σύνθετου μονωτή. Όταν ο δακτύλιος εξισορρόπησης τάσης δεν έχει εγκατασταθεί, η ένταση πεδίου του σύνθετου μονωτήρα κοντά στο άκρο ενεργού ρεύματος είναι η υψηλότερη στη σύνδεση μεταξύ του μονωτήρα και του μεταλλικού προσαρτήματος στο άκρο και η κατανεμημένη τάση στο πρώτο χιτώνιο κοντά στο ενεργό άκρο είναι επίσης το υψηλότερο. Εάν το επίπεδο του σώματος του δακτυλίου ομογενοποίησης βρίσκεται στο ίδιο ύψος με τη σύνδεση του μονωτή και των μεταλλικών εξαρτημάτων στο άκρο, ο δακτύλιος ομογενοποίησης δεν παίζει σχεδόν κανένα ρόλο πίεσης ομογενοποίησης.
2. Τύποι δακτυλίων εξισορρόπησης πίεσης
Σύμφωνα με διαφορετικές χρήσεις, ο δακτύλιος εξισορρόπησης τάσης μπορεί να χωριστεί σε δακτύλιο εξισορρόπησης τάσης αλεξικέραυνου, δακτύλιο εξισορρόπησης τάσης προστασίας από κεραυνό, δακτύλιο εξισορρόπησης τάσης μονωτή, δακτύλιο εξισορρόπησης τάσης μετασχηματιστή, δακτύλιο εξισορρόπησης τάσης εξοπλισμού υψηλής τάσης, δακτύλιο εξισορρόπησης τάσης γραμμής μεταφοράς, κ.λπ. .
Σύμφωνα με διαφορετικά υλικά, ο δακτύλιος ομοιόμορφης πίεσης μπορεί να χωριστεί σε δακτύλιο ομοιόμορφης πίεσης από αλουμίνιο, δακτύλιο ομοιόμορφης πίεσης από ανοξείδωτο χάλυβα, δακτύλιο ομοιόμορφης πίεσης από σίδηρο κ.λπ.
Υπάρχουν δύο είδη δακτυλίου θωράκισης και δακτυλίου θωράκισης με παρόμοια ονόματα.
Επί του παρόντος, ο ομογενοποιημένος δακτύλιος πίεσης που χρησιμοποιείται σε κινεζικές ηλεκτρικές συσκευές υψηλής τάσης και συστήματα ισχύος (υποσταθμός, γραμμές υψηλής τάσης και ούτω καθεξής) επεξεργάζεται κυρίως με κράμα αλουμινίου. Μια γενική απαίτηση είναι να γυαλίσετε την επιφάνεια του ομογενοποιημένου δακτυλίου πίεσης για να επιτύχετε λεία επιφάνεια χωρίς γρέζια.
3. Ο δακτύλιος εξισορρόπησης τάσης του σύνθετου μονωτή αποτυγχάνει
3.1 Δεν έχει τοποθετηθεί δακτύλιος εξισορρόπησης πίεσης ή ο δακτύλιος εξισορρόπησης πίεσης δεν είναι έγκυρος
Όταν ο σύνθετος μονωτήρας βρίσκεται σε πραγματική λειτουργία, δεν έχει εγκατασταθεί με τον δακτύλιο εξισορρόπησης τάσης ή το σφάλμα εγκατάστασης του δακτυλίου εξισορρόπησης τάσης, η παραμόρφωση και η μετατόπιση του δακτυλίου εξισορρόπησης τάσης αναφέρονται συλλογικά ως αστοχία. Εάν ο δακτύλιος εξισορρόπησης τάσης αποτύχει, στην περίπτωση αστοχίας του δακτυλίου εξισορρόπησης τάσης, η ένταση πεδίου του σύνθετου μονωτή κοντά στο ενεργό άκρο είναι η υψηλότερη στη σύνδεση μεταξύ του μονωτή και του μεταλλικού προσαρτήματος στο άκρο και η κατανεμημένη τάση στο πρώτη φούστα κοντά στο ζωντανό τέλος είναι η υψηλότερη. Η μετατόπιση του δακτυλίου εξισορρόπησης πίεσης κάνει το επίπεδο όπου βρίσκεται το σώμα του δακτυλίου και τη σύνδεση μεταξύ του μονωτήρα και των μεταλλικών εξαρτημάτων στο άκρο στο ίδιο ύψος, επομένως ο δακτύλιος εξισορρόπησης πίεσης δύσκολα μπορεί να παίξει το ρόλο της εξισορρόπησης πίεσης. Εάν ο δακτύλιος εξισορρόπησης τάσης αποτύχει, η ένταση του τοπικού πεδίου θα είναι πολύ υψηλή, οδηγώντας σε ηλεκτροδιάβρωση, και η ισχύς του ηλεκτρικού πεδίου και η κατανομή της τάσης στην επιφάνεια του σύνθετου μονωτή θα είναι πολύ άνιση, με αποτέλεσμα τη θερμική διαστολή του σύνθετου ποδιού του μονωτή και την εμφάνιση διακοπής εκκένωσης αναρρόφησης στην επιφάνεια του μονωτή, μειώνοντας έτσι την ασφαλή και σταθερή λειτουργία του ηλεκτρικού δικτύου.
3.2 Η τρέχουσα σχεδίαση του δακτυλίου εξισορρόπησης πίεσης
Στην πράξη, ο δακτύλιος εξισορρόπησης πίεσης έχει επάνω δακτύλιο εξισορρόπησης πίεσης (πλευρά χαμηλής πίεσης) και χαμηλότερο δακτύλιο εξισορρόπησης πίεσης (πλευρά υψηλής πίεσης). Προκειμένου να κατανεμηθεί καλύτερα η τάση φάσης και η ένταση πεδίου ομοιόμορφα στο περίβλημα του σύνθετου μονωτήρα, τώρα εγκαθίστανται διπλοί δακτύλιοι εξισορρόπησης τάσης σε κάθε σύνθετο μονωτήρα της γραμμής μεταφοράς 220 kV. Ο άνω δακτύλιος εξισορρόπησης πίεσης είναι ως επί το πλείστον σχεδιασμένος στο μισό, ενώ ο κάτω δακτύλιος εξισορρόπησης πίεσης είναι ένα σχέδιο δακτυλίου. Εάν η διαδικασία εγκατάστασης του δακτυλίου εξισορρόπησης χαμηλότερης πίεσης δεν είναι κατάλληλη ή η δομή του δακτυλίου εξισορρόπησης πίεσης είναι ανώμαλη, ο δακτύλιος εξισορρόπησης πίεσης θα αποτύχει. Ο σχεδιασμός και η εγκατάσταση του δακτυλίου εξισορρόπησης τάσης όχι μόνο θα κάνει τον δακτύλιο εξισορρόπησης τάσης των σύνθετων μονωτών 220 kV να χάσει τον αναγκαίο ρόλο του. Επιπλέον, αφού ο δακτύλιος εξισορρόπησης χαμηλότερης τάσης πέσει στο καλώδιο, η δόνηση του καλωδίου που προκαλείται από τον εποχιακό άνεμο θα κάνει τον δακτύλιο εξισορρόπησης χαμηλότερης τάσης να συνεχίσει να φθείρει το καλώδιο, να προκαλέσει σοβαρή τοπική θέρμανση και ακόμη και να κάψει το καλώδιο, οδηγώντας σε θραύση του καλωδίου της γραμμής μεταφοράς, με αποτέλεσμα σοβαρό ατύχημα ενεργοποίησης του καλωδίου. Επομένως, η πτώση του δακτυλίου εξισορρόπησης χαμηλότερης τάσης στο καλώδιο δεν θα οδηγήσει μόνο σε εξαιρετικά σοβαρές συνέπειες.
3.3 Μέθοδος συντήρησης μετά την πτώση του δακτυλίου εξισορρόπησης πίεσης
Εάν ο δακτύλιος εξισορρόπησης τάσης πέσει στο καλώδιο και φθείρει το καλώδιο, πρέπει να αντικατασταθεί με νέο δακτύλιο εξισορρόπησης τάσης. Θα πρέπει να υιοθετηθούν διαφορετικές μέθοδοι ενίσχυσης για διαφορετικά φθαρμένα σύρματα. Ο σύνθετος μονωτήρας πρέπει να αφαιρεθεί από το καλώδιο και να αντικατασταθεί με έναν νέο δακτύλιο εξισορρόπησης τάσης για επαναφορά του σύνθετου μονωτήρα, ο οποίος όχι μόνο αυξάνει τη δυσκολία και τον κίνδυνο της λειτουργίας, αλλά αυξάνει επίσης σημαντικά τις φυσικές απαιτήσεις των χειριστών. Υπάρχουν ορισμένοι κίνδυνοι για την ασφάλεια.
Πώς να μην πέσει ο δακτύλιος εξισορρόπησης χαμηλότερης τάσης στο καλώδιο όταν πέφτει; Έτσι, αυτό το έγγραφο προτείνει δύο μεθόδους βελτίωσης.
4. Βελτιώστε τις μεθόδους
Υιοθετείται η νέα μέθοδος σχεδιασμού του δακτυλίου εξισορρόπησης πίεσης και ο δακτύλιος εξισορρόπησης χαμηλότερης πίεσης έχει επίσης σχεδιαστεί να είναι μισός. Όταν η διαδικασία εγκατάστασης του δακτυλίου εξισορρόπησης χαμηλότερης πίεσης δεν είναι κατάλληλη ή η δομή είναι ανώμαλη, η βίδα στερέωσης του δακτυλίου εξισορρόπησης χαμηλότερης πίεσης χαλαρώνει και ο δακτύλιος εξισορρόπησης πίεσης θα πέσει απευθείας στο έδαφος. Δεν θα μείνει στο καλώδιο, δεν θα προκαλέσει αστοχία του καλωδίου. Και μειώστε τη δυσκολία των εργασιών συντήρησης.
Ο χαμηλότερος δακτύλιος κοινής τάσης του σύνθετου μονωτή μπορεί να συγκολληθεί απευθείας στο μεταλλικό σημείο εγκατάστασης του σύνθετου μονωτή. Αυτός ο σχεδιασμός θα παίξει καλύτερα το ρόλο του δακτυλίου εξισορρόπησης πίεσης και τις απαιτήσεις συντήρησης στο ελάχιστο. Αλλά αυτός ο σχεδιασμός θα αυξήσει τις απαιτήσεις των κατασκευαστών και για τη μεταφορά υψηλότερων απαιτήσεων, η μεταφορά θα καταλαμβάνει μεγαλύτερο όγκο.
5.Συνοψίστε
Ο δακτύλιος κοινής τάσης κάτω από τον σύνθετο μονωτή της γραμμής μεταφοράς 220 kV υιοθετεί τη δομή του άκρου, η οποία είναι εύκολη στην εγκατάσταση και μειώνει σημαντικά την κατανάλωση εργατικού δυναμικού, υλικών πόρων και χρόνου.
Η δομή του δακτυλίου κοινής τάσης τύπου πισινών σύνθετου μονωτή 220 kV είναι απλή, το εφέ κοινής τάσης είναι καλύτερο από το δακτύλιο κοινής τάσης κλειστής δομής.
Ο νέος σχεδιασμός και η τεχνολογία και ο καλός ποιοτικός έλεγχος μπορούν να διασφαλίσουν ότι ο δακτύλιος εξισορρόπησης τάσης άκρου μπορεί να ικανοποιήσει τις απαιτήσεις των γραμμών μεταφοράς 220 kV.