Передача, распределение и накопление электроэнергии

Надежность изоляторов компании Sediver на высоковольтных линиях электропередачи

4 апреля 2007 г. в 17:01

Введение

Стоимость изоляторов составляет незначительный процент от стоимости высоковольтных линий. Тем не менее, они играют решающую роль в обеспечении надежности линий и безопасности людей: разрушение только одного элемента гирлянды изоляторов может привести к драматическим последствиям. Начиная с 50-х годов начала возростать доля изоляторов из закаленного стекла, эксплуатирующихся на высоковольтных линиях электропередачи, как для переменного тока напряжением до 800 кВ, так и для постоянного тока напряжением до 600 кВ. 

Надежность высококачественных изоляторов из закаленного стекла и простота их обслуживания стали ключевыми факторами их успешного использования.

Высоковольтная линия переменного тока напряжением 500 кВ (ВЬЕТНАМ)

1. Физические свойства:

Механическая прочность минеральных диэлектриков, таких, как стекло и фарфор, определяется микродефектами, которые различаются по своей структуре.

Микротрещины, возникающие в процессе производства и под действием механических напряжений в условиях эксплуатации, будут расти с течением времени и неизменно приведут к разрушению. Для данных материалов существуют свойственные именно им ограничения. Вопрос состоит в том, каким образом эти ограничения преодолеть.

Постоянные предварительные напряжения сжатия создаются в поверхностной области стеклодеталей под воздействием регулируемого быстрого охлаждения, известного как закалка. Амплитуда предварительного сжатия (250 МПа, 35 000 фунтов/кв. дюйм) обеспечивает полное отсутствие поверхностных микротрещин и препятствует их дальнейшему образованию и распространению

Это основная причина, по которой изоляторы из закаленного стекла не подвержены такому процессу, как старение.

2. Электрические свойства

Стекло изготавливается путем полного расправления минеральных окислов при очень высокой температуре (> 1400°C) посредством постоянно контролируемых процессов производства.
Благодаря отсутствию кристаллографической структуры собственная электрическая прочность стекла намного выше электрической прочности любого другого материала, из которого изготавливаются изоляторы, и, следовательно, сопротивление изоляторов из закаленного стекла в условиях высоковольтных напряжений (молния и т.п.) является наилучшим. Высокое качество стекла достигается не только с помощью специального процесса плавления (выбор исходного материала и конструкция печи), но также с помощью жестких методов устранения неоднородностей, например, примесей.

3 Опыт эксплуатации

Оценка опыта эксплуатации изоляторов может быть получена путем рассмотрения большого количества неисправностей изоляторов на протяжении срока их эксплуатации, которые могут влиять, а могут и не влиять на работу линии передач.
Очень часто трудно бывает выделить основные причины разрушения изолятора, такие, как :

  • Внутренний дефект изолятора, плохое качество материала, нарушения в процессе изготовления или неудачная конструкция.
  • Внутренние причины.

Для изоляторов из закаленного стекла вредное воздействие будет приводить к полному разрушению юбки, которое может быть легко определено визуально при осмотре с земли или с вертолета. Это является отличительной особенностью закаленного стекла.
Различные источники ежегодно сообщают годовую статистику по выходу из строя изоляторов из закаленного стекла. Данные показывают, что уровень неисправностей главным образом зависит от производителя.

Средний уровень разрушения высококачественных изоляторов из закаленного стекла не должен превышать 1 штуку на 10000 изоляторов в год.

4. Техническое обслуживание

Необходимо учитывать различные параметры для выбора наилучшего изолятора, в том числе минимальную стоимость технического обслуживания. Это включает:

  • Количество бракованных изоляторов ежегодно в течение срока службы изоляторов линии передач
  • Особенности функционирования неисправных устройств
  • Способы обнаружения
  • Процедура замены неисправных устройств на линиях передачи, находящихся под напряжением.

4.1 Особенности функционирования изоляторов при повреждении.

Неисправный изолятор из закаленного стекла всегда имеет один и тот же внешний вид: юбка полностью разрушается.

Средняя часть изолятора в гирлянде. Юбка отсутствует, и этот изолятор легко обнаружить

Механические особенности функционирования гирлянды изоляторов с поврежденными частями

Ввиду особенностей конструкции, остаточная прочность высококачественных изоляторов из закаленного стекла очень близка к заданным механическим нагрузкам полного устройства, по меньшей мере 80 % от номинальной механической нагрузки.

Электрические свойства гирлянды изоляторов с поврежденной частью

Любая корневая часть по своим свойствам является дополнительным воздушным зазором между шапкой и штырем изолятора; даже в случае минимального значения (~15 мм) он будет предотвращать образование вольтовой дуги внутри изолятора, но всегда увеличивает вероятность поверхностного пробоя. Электрические эксплуатационные характеристики остаются практически неизменными.


Дуга за пределами шапки корневой части

4.2 Операции по техническому обслуживанию

Благодаря условиям закалки стекла существуют только две возможности:

  • Стеклянная оболочка полностью цела, что доказывает целостность механических и электрических эксплуатационных характеристик.
  • Стеклянная оболочка повреждена. Юбка изолятора отсутствует, и достаточно одного взгляда, чтобы точно оценить ситуацию.

При обследовании с земли или с вертолета не требуется специального оборудования для проведения быстрого и надежного инспектирования, когда в качестве изоляторов для линии электропередач используются изоляторы из закаленного стекла.

Визуальный осмотр гирлянд из закаленного стекла на расстоянии с вертолета

4.3 Замена неисправных устройств

Замена неисправного устройства в гирлянде может быть выполнена:

  • во время планового простоя
  • когда линия находится в рабочем состоянии (работа на «горячей» линии) для обеспечения непрерывности эксплуатации.

Выполнение «горячих» работ на линии электропередач с напряжением 500 кВ. (Малайзия)

Состояние изолятора из закаленного стекла может быть с полной уверенностью определено на месте без какого-либо специального тестирования. Поэтому именно изолятор из закаленного стекла является оптимальным решением для «горячих» работ. Эта возможность полностью устраняет трудности планирования технического обслуживания. Кроме того, благодаря присутствию корневой части в гирлянде не требуется какого-либо экстренного вмешательства. Даже в поврежденном состоянии изолятор из закаленного стекла сохраняет линию в безопасном рабочем состоянии.

Заключение

Успех и высокие эксплуатационные характеристики изоляторов из закаленного стекла компании Sediver являются результатом учета большого количества параметров, к основным из которых относятся:

  • Специальная уникальная система технологического процесса и управления позволяет выпускать стекло высокого качества и чистоты, включая отличные возможности закалки.
  • Преимущества материала из закаленного стекла обеспечивают простоту осмотра, низкую стоимость технического обслуживания и самый безопасный уровень выполнения «горячих» работ.

Жан-Мари ЖОРЖ (Jean-Marie GEORGE), технический директор Sediver Business Unit (SEVES)

👉 Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках

Читайте также
Новости по теме
Объявления по теме

ПРОДАМ: Изоляторы Москвы

Продается изолятор АМКА 70/110, АМКА 110/70, 120/110 и т. д. Система раннего обнаружения ухудшения характеристик изоляции примененная в изоляторе рассчитана на срабатывание при выходе из строя от 20% до 50% изолятора. Таким образом система позволяет задолго до полного разрушения изолятора предупредить аварийное отключение линии. После срабатывания системы и сигнализации изолятор может нормально эксплуатироваться до года. При плановом осмотре ВЛЭП проблемный изолятор будет обнаружен для последующей плановой замены. Решение о сроке дальнейшей эксплуатации и времени замены изолятора необходимо принимается в соответствии с рекомендациями приведенными специалистами АМКА на данном сайте, в каталоге и в специализированном издании. Решение должно учитывать степень загрязнения атмосферы, грозовой период, категорию потребления. В некоторых случаях разрушение изолятора может происходить достаточно быстро и совпасть с периодом между осмотрами. Тем не менее даже если изолятор не был своевременно идентифицирован из-за отсутствия планового осмотра, при КЗ линии это можно сделать легко и быстро. Изолятор при разрушении от 20% до 50% будет сигнализировать об этом отсутствием сигнального элемента. Возможно за период с момента срабатывания сигнального элемента до полного выхода из строя изолятора эксплуатирующая организация не будет проводить плановые осмотры линии. В этом случае при наступлении аварийного отключения возможно легко и быстро найти проблемный изолятор на отключенной линии. Большинство изоляторов после срабатывания сигнализатора вполне работоспособны и могут эксплуатироваться в штатном режиме более полугода.
Отдел продаж · Фарфор-Электро · 23 мая · Россия · г Москва
Фарфор-Электро, ООО

ПРОДАМ: Изоляторы ШС-20 (ШС-20Д, ШС-20Г, ШС-20ЕД, ШС-20УО, ШС-20УД)

В наличии на складе. Высоковольтный изолятор штыревой стеклянный ШС 20Д, на напряжение 20кВ выпускается взамен фарфорового ШФ-20Г. Для надежного крепления провода к изолятору используется специальная скоба из пружинной стали СШ-1. Кроме надежности использование скобы значительно снижает время монтажа, затрачиваемое специалистами, в сравнении со временем необходимым для традиционной проволочной вязки. Преимущества стеклянных изоляторов по сравнению с фарфоровыми: — отсутствие скрытых дефектов внутри изоляционного тела. Каждый изолятор проходит оптический контроль на отсутствие пузырьков в силовой головке изолятора; — контроль изоляторов на угол поляризации проходящего света позволяет гарантировать отсутствие внутренних напряжений, стабильные электроизоляционные свойства, недостижимые в керамике; — стеклянные изоляторы не стареют, в теле изолятора со временем не появляются микротрещины; — стеклянные изоляторы можно быстро идентифицировать на линии при их выходе из строя.
Евроинсталл Красноярск · ЕВРОИНСТАЛЛ · 6 мая · Россия · Красноярский край
Изоляторы ШС-20 (ШС-20Д, ШС-20Г, ШС-20ЕД, ШС-20УО, ШС-20УД)

ПРОДАМ: Изолирующие крышки для силовых выводов

Критерий безопасности имеет первостепенное значение при проектировании и монтаже сетей электроснабжения. Один из способов достижения этой цели - недопущение прямого контакта человека и силовых линий. Поражение электрическим током может привести к серьезным последствиям для жизни и здоровья, к основным его признакам можно отнести наличие ожогов, шоковое состояние и нарушение сердечного ритма. Также, помимо неосторожных действий человека, возможен контакт с силовыми линиями различных животных. Любые живые организмы являются хорошими проводниками электрического тока, и в результате прямого контакта происходит короткое замыкание или существенный ток утечки. Это приводит к нарушению в работе электрооборудования вплоть до возгорания и выхода его из строя. Наша компания с 2005 года профессионально решает задачи на электротехническом рынке в области поставок низковольтного оборудования партнерам по всей России. Сегодня "Элснаб" является крупнейшим дистрибьютором и сервис-партнером чешского завода OEZ (Siemens AG) в России. Наши технические специалисты проводят обучающие семинары и презентации по всему оборудованию, осуществляют полную техническую поддержку и сервисное обслуживание. Электротехническое оборудование "Элснаб" приобретают крупнейшие предприятия и организации страны, работающие в различных отраслях хозяйства: электроэнергетике, атомной, лесной и химической промышленности, агропромышленном комплексе, машиностроении и судостроении, сферах связи и IT. Тщательно продуманная логистика, высокий сервис, надежные поставки, оперативная обработка клиентских запросов - все эти исключительные качества «Элснаб» помогают нашим партнерам реализовать крупные проекты и решать важные задачи в области электротехники. Благодаря собственному складу и сотрудничеству с ведущими транспортными компаниями, мы обеспечиваем быструю отгрузку и высокую скорость поставок в любой регион страны.
Отдел продаж · Элснаб · Вчера · Россия · г Москва
Изолирующие крышки для силовых выводов

ПРОДАМ: Проходные изоляторы

Для безопасной прокладки токоведущих элементов через стену или перекрытие, в том числе и для изоляции вводов в трансформаторных установках, электрических двигателей и генераторов применяют проходные изоляторы. Сегодня широко используются элементы из полимерных материалов. В отличие от фарфоровых они имеют лучшие показатели по стойкости к агрессивной среде, загрязнению и механическим нагрузкам. Среди основных свойств также можно выделить пластичность - при критических нагрузках данный элемент не разрушается, а деформируется. В результате не происходит падения шин, что положительно сказывается на статистике травматизма персонала. Наша компания с 2005 года профессионально решает задачи на электротехническом рынке в области поставок низковольтного оборудования партнерам по всей России. Сегодня "Элснаб" является крупнейшим дистрибьютором и сервис-партнером чешского завода OEZ (Siemens AG) в России. Наши технические специалисты проводят обучающие семинары и презентации по всему оборудованию, осуществляют полную техническую поддержку и сервисное обслуживание. Электротехническое оборудование "Элснаб" приобретают крупнейшие предприятия и организации страны, работающие в различных отраслях хозяйства: электроэнергетике, атомной, лесной и химической промышленности, агропромышленном комплексе, машиностроении и судостроении, сферах связи и IT. Тщательно продуманная логистика, высокий сервис, надежные поставки, оперативная обработка клиентских запросов - все эти исключительные качества «Элснаб» помогают нашим партнерам реализовать крупные проекты и решать важные задачи в области электротехники. Благодаря собственному складу и сотрудничеству с ведущими транспортными компаниями, мы обеспечиваем быструю отгрузку и высокую скорость поставок в любой регион страны.
Отдел продаж · Элснаб · Вчера · Россия · г Москва
Проходные изоляторы

ПРОДАМ: Штыревые изоляторы ШФ-20у0

Назначение: фарфоровый штыревой изолятор используется вместе с защищенными проводами на ВЛ до 20 кВ. В верхней части изолятора в желоб между двумя уступами установлена пластмассовая втулка, в которую при монтаже укладывают провод. Такая конструкция позволяет обходиться без монтажных роликов, что сокращает время монтажа и уменьшает его стоимость. После растяжки линии провод должен быть закреплен в желобе или на шейке изолятора на прямых участках линии, и на шейке – при повороте линии. Диаметр шейки 85 мм.
Землеруб Борис · НПП НЕФТЬСЕРВИСПОВОЛЖЬЕ · Сегодня · Россия · Самарская обл
Штыревые изоляторы ШФ-20у0
Один из лидеров рынка светотехнического оборудования в России. Производитель высококачественных светодиодов и LED-лент, энергоэффективных светильников, модулей и прожекторов для частного и коммерческого сектора.