Повышение мощности линии с помощью композитных изоляторов

Из-за растущих трудностей с получением разрешений на новые коридоры электропередачи были разработаны и в настоящее время внедряются различные новые технологии повышения мощности линий.Основная идея состоит в том, чтобы использовать существующие линейные коридоры для передачи большей мощности.Одним из возможных вариантов является использование высокотемпературных проводников с малым прогибом (HTLS) для увеличения тока и/или изменения геометрии верхней части мачты для увеличения напряжения.В последнем случае композитные изоляторы предлагают новые возможности.Это позволяет спроектировать высоковольтные изолированные поперечины, которые заменяют существующие стальные решетчатые поперечины, а также обеспечивают дополнительный дорожный просвет, необходимый при повышении сетевого напряжения.

Рис. 1: Повышение напряжения с 245 кВ до 420 кВ с использованием композитных изолирующих траверс.
НАЖМИТЕ, ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ

Преимущество композитных изоляторов в изолированных траверсах по сравнению с изоляторами из фарфора или стекла заключается в том, что в такой траверсе стойка нагружена на сжатие.Этого можно добиться, в частности, при высоких напряжениях (т.е. при большей длине изолятора), только при использовании композитного изолятора подходящего поперечного сечения.Кроме того, композитные изоляторы обладают высокой прочностью на изгиб, пределом упругости в области предела прочности и нехрупкостью.Все становится важным, когда изолятор подвергается сжатию.Но остаются вопросы, требующие решения, такие как устойчивость участка линии с изолированными траверсами при сильном боковом ветре и неравномерном натяжении проводов на соседних пролетах.Правильное решение в каждом случае требует глубокого понимания проблемы и адекватных программных инструментов.Другой проблемой, требующей особого внимания, является эксцентричное приложение сжимающей нагрузки к стойке.Это вызовет его чрезмерный изгиб и, в то же время, снизит его несущую способность.Хорошим инженерным решением является проектирование крепления проводника таким образом, чтобы нагрузка всегда находилась в оси столба.

Рис. 2: Правильная конструкция фитинга («бумеранг»).
НАЖМИТЕ, ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ

На практике необходимо также учитывать трение во многих соединениях траверсы, поскольку оно может иметь значительное влияние на механическое поведение траверсы.Это можно разумно воспроизвести только с помощью численного моделирования с использованием метода конечных элементов (МКЭ).С другой стороны, из-за вышеупомянутых неопределенностей рекомендуется, чтобы изолированные траверсы подвергались полномасштабным механическим испытаниям в дополнение к типовым испытаниям составляющих их изоляторов (стойки и распорки), как это предусмотрено в различных стандартах IEC. Стандарты.

В частности, изолированная траверса должна выдерживать максимально допустимые нагрузки без остаточной деформации или других повреждений.Это должно быть проверено с помощью процедуры, описанной в разделе 6.3.1 стандарта IEC 61952, то есть путем применения в течение 96 ч максимально допустимой нагрузки конструкции, увеличенной на 10 %.После завершения испытания композитный опорный изолятор следует разрезать и осмотреть в соответствии с методом, описанным в IEC 61952. Цель состоит в том, чтобы проверить наличие каких-либо внутренних повреждений как вблизи двух фитингов, так и в центре стержня, точнее в точке, в которой во время испытания наблюдалось максимальное отклонение.

Изолирующие траверсы с композитными изоляторами являются единственным практичным решением для повышения мощности существующих линий высокого напряжения без необходимости серьезной модификации несущих конструкций.Тем не менее, это приложение требует сложных навыков проектирования, производственного опыта, а также полномасштабных испытаний для проверки долгосрочной надежности концепции.

Эта статья является копией из INMR (https://www.inmr.com), не для коммерческого использования, а только для технического обучения и общения.