لماذا الزجاج عازل كهربائي جيد لخطوط النقل؟

Glass is a good electrical insulator for transmission lines because its high electrical resistivity and dielectric strength prevent normal operating current from passing from an energized conductor to grounded tower hardware.في عازل الإرسال ، يوفر الزجاج المقاوم أيضًا القوة الميكانيكية اللازمة لدعم أحمال الموصل ، والرياح ، والجليد ، والاهتزاز ، وقوى التوتر.جسمه الشفاف يمكن أن يجعل الوحدات المعطلة أسهل في التعرف عليها أثناء التفتيش.

ومع ذلك، الزجاج وحده لا يضمن أداء خط موثوق به.ومستوى تلوث الموقع يجب أن يتوافق مع ظروف المشروع الفعليةبالنسبة للمرافق والمقاولين EPC، الزجاج قيمة عندما يتم تحديده كجزء من نظام عزل كامل للخط الجوي.

الزجاج يقاوم التيار والإجهاد الكهربائي

عازل الخط الجوي له وظيفتان: إنه يفصل الموصل المزود بالطاقة عن الهيكل الأرضي ويدعم الموصل ميكانيكياً.لذلك يجب على عازل مناسب أن يسيطر على الضغط الكهربائي مع الحفاظ على الاستقرار تحت الحمل المستمر في الخارج.

من الناحية الهندسية، عزل خطوط النقل يعتمد علىالمقاومة الكهربائية العالية ، والقوة الكهربائية ، ومقاومة تتبع السطحالمقاومة العالية تعني أن الزجاج يقاوم بقوة التدفق الحالي من خلال جسمه. القوة الديالكترونية تصف مدى قدرة الزجاج على تحمل المجال الكهربائي قبل حدوث انهيار كهربائي.

هذا هو السبب في أن الزجاج يمكن أن يعزل الموصل الحي من برج فولاذي أو سلاح عابر. ومع ذلك فإن أداء العزل لا يتعلق فقط بجسم الزجاج.يمكن أن يسافر التيار أيضًا عبر سطح العازل عندما يخلق الرطوبة والتلوث مسارًا موصلًا، لذا فإن شكل المسافة السطحية للوحدة مهمة بنفس القدر في تصميم خطوط النقل.

الزجاج المقوى يجعل العزل مناسب لخطوط الطيران

خطوط النقل لا تستخدم زجاج النافذة العادي. تستخدم الزجاج المقاوم، الذي تم تصنيعه لتوفير مقاومة أقوى بكثير للضغوط الميكانيكية.عازلات الزجاج المقاوميحدد مزيجهم منالأداء الكهربائي الاضافي، والقوة الميكانيكية، وسهولة التفتيشكأسباب رئيسية لاستخدامها على خطوط الطيران.

في سلسلة تعليق، تعمل الوحدة الزجاجية مع الأغطية المعدنية والدبابيس والسمنت والأجهزة الخطية. يجب أن تحمل الجمعية الوزن الرأسي للموصلين وتتحمل قوى الشد في الأبراج الزاوية،الهياكل المسدودةحركة الرياح، اهتزاز الموصلات، تحميل الجليد، ودورات درجة الحرارة تخلق أيضًا إجهادًا ميكانيكيًا متكررًا طوال عمر الخدمة للخط.

لا ينبغي الخلط بين التشديد واستبدال التصميم الكهربائي. إنه يحسن بشكل رئيسي السلوك الميكانيكي لوحدة الزجاج.لا يزال الأداء الكهربائي للتركيب النهائي يعتمد على أبعاد العازل، الملف، ترتيب السلسلة، وحالات الحقل الكهربائي للخط.

الزجاج المقاوم يوفر أيضا ميزة تشغيلية عندما تواجه وحدة بعض الإخفاقات الكهربائية أو الميكانيكيةقشرتها الزجاجية يمكن أن تتحطم بشكل مرئي بدلاً من ترك عيب داخلي مخفييلاحظ IEEE أن وحدات الزجاج المقاوم للقبعة والدبوس يمكن أن تسمحالتعرف البصري على الوحدات الفاشلة من الأرضهذا يمكن أن يسهل عمليات التفتيش الدورية، ولكن الوحدة المتضررة لا تزال تحتاج إلى قرار الصيانة والإستبدال المناسب.

المواد وحدها لا تحدد أداء خطوط النقل

يمكن أن يكون لعازل الزجاج خصائص كهربائية ممتازة ولكنه لا يزال يعمل بشكل سيء إذا كان التصميم لا يناسب الموقع. السؤال الرئيسي ليس ببساطة ، هل الزجاج عازل جيد؟هل يحتوي سلسلة معزولة زجاجية معززة على التكوين الكهربائي والميكانيكي الصحيح لمستوى جهد محدد، موقع البرج، والبيئة الخارجية.

مسافة الزحف مهمة بشكل خاص. إنها المسافة على طول سطح العازل بين الأجزاء المعدنية المزودة بالطاقة والأرضية.مسار السطح الأطول والمصمم بشكل أفضل يساعد على تقليل خطر أن يتطور تيار تسرب عبر سطح رطب أو ملوثهذا هو السبب في أن IEC 60383-1 ينطبق على وحدات عازلة الزجاج لخطوط AC العلوية فوق 1000 فولت ويتضمن تعاريف وأساليب الاختبار ومعايير القبول لهذه التطبيقات.

التلوث يغير عملية الاختيار أكثر من ذلك. الغبار والملح والبقايا الصناعية والرطوبة يمكن أن تشكل فيلمًا موصلًا على السطح.يحدد معيار IEC 60507 اختبار التلوث الاصطناعي للعازلات الخارجيّة من السيراميك والزجاج، مما يعزز أن أداء التلوث يجب تقييمه كشرط مشروع منفصل بدلاً من الافتراض عن المواد الأساسية.

تُظهر طلبات مشروع تايلون سبب أهمية الظروف.قضية العراق الوسطى 400 كيلو فولت OHTLوتطبيق عازل ضد التلوث في الصحراءيتم النظر في الغبار والجليد والحمل الميكانيكي فيمشروع بو باي 750 كيلو فولتومشروع نقل في المناطق الباردة.

يمكن أن تختلف الظروف البيئية اختلافا حادا حتى عند مستويات جهد مماثلة.مشروع 500 كيلو فولت من الصين إلى لاوسيسلط الضوء على حالات الرطوبة العالية والأشعة فوق البنفسجية القوية، في حينمشروع نقل 500 كيلو فولت من بوتاو أوردوستمثل ظروف النقل في الصحراء والطاقة المتجددة. هذه الأمثلة تظهر لماذا لا ينبغي تحديد نفس المواد مع نفس الملف أو التصنيف لكل طريق.

ما تعنيه العزل الزجاجي للمرافق والمشترين EPC

بالنسبة لشركة خدمات عامة أو مقاول EPC أو فريق شراء خطوط النقل ، فإن قيمة الزجاج المقاوم لا تقتصر على مادة العزل.الدعم الميكانيكي، وخصائص التفتيش المرئية، والمناسبة طويلة الأجل لبيئة التشغيل.

1. حدد المهام الكهربائية.تأكيد أداء الطاقة المطلوب التردد، النبض، الرطب، الجاف، والتلوث وفقا لمواصفات المشروع والمعايير المعمول بها.
2. إطابق التصنيف الميكانيكي مع مهمة البرجيجب أن تناسب الحمل الميكانيكي الفاشل تكوين الموصلات ونوع البرج والمدى والقوى الشائكة المتوقعة. فئة الجهد والتصنيف الميكانيكي هي معايير منفصلة.
3. تقييم خطورة البيئةفكر في تلوث الملح، والتلوث الصناعي، وغبار الصحراء، والرطوبة، والارتفاع، والرياح، والجليد قبل اختيار تصميمات قياسية، أو نوع الضباب، أو الحجرة المزدوجة، أو المغطاة بـ RTV، أو غيرها من التصاميم المناسبة.
4. مراجعة متطلبات الجودة والتفتيش.التحقق من وثائق الاختبار، وتوافق التركيبات، والأبعاد، ونوع الارتباط، والتعبئة، والقدرة على التتبع، وقدرة المورد على تقديم البيانات التقنية للمناقصة.

يعد معيار IEC 60383-1 مفيدًا كخط أساس لأنه يغطي وحدات الزجاج المستخدمة في خطوط الطيران الجوي ، لكنه لا يزيل الحاجة إلى هندسة محددة للمشروع.المواصفات الموثوقة تجمع بين المعايير المعمول بها مع المواصفات الميكانيكية الفعلية، ومتطلبات الطرق الكهربائية والبيئية والصيانة.

المعلومات النهائية

الزجاج عازل كهربائي جيد لخطوط النقل لأنه يقاوم التدفق الحالي، يتحمل الضغط الكهربائي العالي،و"عندما تكون صلبة" توفر المقاومة الميكانيكية المطلوبة لأسلاك الخط الجوييمكن أن يدعم سلوك الفشل المرئي أيضًا فحصًا فعالًا. الشرط المهم هو أن الزجاج يجب أن يتم اختياره كجزء من نظام كامل: الملف الصحيح ، مسافة الزحف ،تكوين السلسلة، التركيبات، والتصنيف الميكانيكي، وأداء التلوث هي ما يحول مادة عازلة جيدة إلى حل موثوق به لخط نقل.

الأسئلة الشائعة

هل يجعل المطر عازل الزجاج موصل؟

الأمطار لا تجعل عادة الجسم الزجاجي موصلاً، والقلق الأكبر هو طبقة رطبة من الملح أو الغبار أو التلوث الصناعي على السطح.الذي يمكن أن يخلق التيار التسرب ويزيد من خطر التوهجهذا هو السبب في أن مسافة الزحف وتصميم التلوث مهم.

هل تجعل الصلبة الزجاج أكثر عزلًا كهربائيًا؟

يستخدم التشديد بشكل رئيسي لتحسين المقاومة الميكانيكية وسلوك الفشل المتوقع. لا يزال أداء العزل الكهربائي يعتمد على تركيب الزجاج ، هندسة الوحدة ،حالة السطح، وتصميم الأوتار الكامل.

هل يمكن استخدام وحدة عازلة زجاجية واحدة لخط 400kV أو 500kV؟

لا، خطوط نقل الجهد العالي تستخدم عادة سلسلة أو مجموعة من الوحدات المصممة لمستوى العزل المطلوب والظروف البيئية.العدد الصحيح ونوع الوحدات تعتمد على الجهد، شدة التلوث والارتفاع وتكوين البرج ومعايير المشروع المعمول بها.