Perché il vetro è un buon isolante per le linee di trasmissione?
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.In un isolante di trasmissione, il vetro rinforzato fornisce anche la resistenza meccanica necessaria per sostenere i carichi del conduttore, il vento, il ghiaccio, le vibrazioni e le forze di tensione.Il suo corpo trasparente rende più facile identificare le unità difettose durante l'ispezione.
Tuttavia, il vetro da solo non garantisce prestazioni affidabili della linea.e il livello di inquinamento del sito devono tutti corrispondere alle condizioni reali del progettoPer le utilità e gli appaltatori EPC, il vetro è prezioso quando viene specificato come parte di un sistema di isolamento completo delle linee aeree.
Il vetro resiste alla corrente e allo stress elettrico
Un isolante per linee aeree ha due funzioni: separa il conduttore alimentato dalla struttura a terra e sostiene meccanicamente il conduttore.Un isolante adeguato deve quindi controllare la tensione elettrica mantenendosi stabile sotto carico continuo all'aperto..
In termini di ingegneria, l'isolamento delle linee di trasmissione dipendeelevata resistività elettrica, resistenza dielettrica e resistenza al tracciamento superficialeL'alta resistività significa che il vetro resiste fortemente al flusso di corrente attraverso il suo corpo.
Questo è il motivo per cui il vetro può isolare un conduttore vivo da una torre di acciaio o da un braccio di ferro.La corrente può anche attraversare una superficie isolante quando umidità e contaminazione creano un percorso conduttivo, quindi la forma e la distanza superficiale dell'unità sono altrettanto importanti nella progettazione della linea di trasmissione.
Il vetro rinforzato rende l'isolamento adatto alle linee aeree
Le linee di trasmissione non utilizzano il vetro normale delle finestre, ma il vetro rinforzato, che è stato prodotto per fornire una resistenza molto maggiore agli sforzi meccanici.Isolatori di vetro rinforzatoIdentifica la loro combinazione diprestazioni dielettriche, resistenza meccanica e facilità di ispezionecome ragioni fondamentali per il loro utilizzo sulle linee aeree.
In una corda di sospensione, l'unità di vetro funziona con tappi metallici, perni, cemento e line hardware.strutture senza sboccoIl movimento del vento, le vibrazioni dei conduttori, il carico del ghiaccio e i cicli di temperatura creano anche ripetuti stress meccanici durante tutta la vita di servizio della linea.
Il rinforzo non deve essere confuso con un sostituto per la progettazione elettrica.La prestazione elettrica dell'impianto finale dipende ancora dalle dimensioni dell'isolatore, profilo, disposizione delle corde e condizioni del campo elettrico della linea.
Il vetro rinforzato offre anche un vantaggio operativo.il suo guscio di vetro può rompersi visibilmente piuttosto che lasciare un difetto interno nascosto. IEEE osserva che le unità di vetro rinforzato a cappuccio e pin possono consentireidentificazione visiva delle unità difettose dal suoloQuesto può semplificare le ispezioni di pattuglia, ma un'unità danneggiata ha ancora bisogno di una decisione di manutenzione e sostituzione appropriata.
Il solo materiale non determina le prestazioni della linea di trasmissione
Un isolante in vetro può avere ottime proprietà dielettriche ma comunque avere prestazioni scadenti se il progetto non si adatta al sito.¢ Si tratta del fatto che una specifica stringa isolante di vetro rinforzato abbia la corretta configurazione elettrica e meccanica per un livello di tensione definito, posizione della torre e ambiente esterno.
La distanza di scorrimento è particolarmente importante: si tratta della distanza lungo la superficie dell'isolatore tra le parti metalliche energizzate e quelle a terra.Un percorso superficiale più lungo e meglio progettato contribuisce a ridurre il rischio che si sviluppi una corrente di perdita su una superficie bagnata o contaminataPer questo motivo la IEC 60383-1 si applica alle unità isolanti in vetro per linee aerea a corrente alternata superiori a 1.000 V e comprende definizioni, metodi di prova e criteri di accettazione per tali applicazioni.
L'inquinamento modifica ulteriormente il processo di selezione: polvere, sale, residui industriali e umidità possono formare una pellicola conduttiva sulla superficie.IEC 60507 specifica la prova di inquinamento artificiale per isolatori esterni in ceramica e vetro, rafforzando il fatto che le prestazioni in materia di inquinamento devono essere valutate come una condizione di progetto separata piuttosto che come assunte dal materiale di base.
| Proprietà in vetro | Cosa deve ancora fornire la progettazione della linea | Implicazioni pratiche per gli acquirenti |
|---|---|---|
| Alta resistenza dielettrica | Livello di isolamento delle stringhe adeguato | Confirmare i test elettrici richiesti e i valori di resistenza. |
| Corpi di vetro rinforzato | Classificazione meccanica adeguata | Abbinare l'unità alla sospensione, alla tensione, all'angolo e ai carichi di incrocio. |
| Superficie di vetro liscia | Corretta distanza di trascinamento e profilo del capannone | Valuta l'inquinamento, l'umidità, la nebbia di sale, la polvere e l'accesso al lavaggio. |
| Comportamento di guasto visibile | Piano di ispezione e sostituzione | Includere nel disciplinare i requisiti di manutenzione del ciclo di vita. |
Le domande per il progetto Tailun illustrano perché le condizioni sono importanti.Caso OHTL 400 kV dell'Iraq centralee laapplicazione di isolanti antiinquinamento nel desertoLa polvere, il ghiaccio e il carico meccanico sono considerati nellaProgetto Pu-Bai 750 kVe laProgetto di trasmissione per regioni fredde.
Le condizioni ambientali possono variare notevolmente anche a livelli di tensione simili.Progetto 500kV Cina-LaosL'obiettivo è quello di ridurre il rischio di incidenti.Progetto di trasmissione di 500 kV di Butao-OrdosQuesti esempi mostrano perché non si dovrebbe specificare lo stesso materiale con lo stesso profilo o capacità per ogni rotta.
Che cosa significa l'isolamento del vetro per gli utilities e gli acquirenti EPC
Per una società di servizi pubblici, un appaltatore EPC o un team di approvvigionamento di linee di trasmissione, il valore del vetro rinforzato non è limitato al suo materiale isolante.supporto meccanico, caratteristiche di controllo visibili e idoneità a lungo termine per l'ambiente di funzionamento.
- Definire il carico elettrico.Confirmare le prestazioni richieste in termini di frequenza di potenza, impulso, umidità, secchezza e inquinamento secondo le specifiche del progetto e le norme applicabili.
- Abbinate la classificazione meccanica al servizio di torre.Il carico di guasto meccanico deve adattarsi alla configurazione del conduttore, al tipo di torre, alla portata e alle forze di trazione attese.
- Valutare la gravità ambientale.Considerate la contaminazione da sale, l'inquinamento industriale, la polvere del deserto, l'umidità, l'altitudine, il vento e il ghiaccio prima di scegliere un capannone standard, di tipo nebbia, doppio, rivestito con RTV o di altro design adatto.
- Revisione dei requisiti di qualità e ispezione.Verificare la documentazione di prova, la compatibilità dei dispositivi, le dimensioni, il tipo di accoppiamento, l'imballaggio, la tracciabilità e la capacità del fornitore di fornire dati tecnici per l'offerta.
La norma IEC 60383-1 è utile come riferimento perché copre le unità di vetro utilizzate sulle linee aeree, ma non elimina la necessità di ingegneria specifica del progetto.Una specifica affidabile combina le norme applicabili con le specifiche meccaniche effettive., requisiti elettrici, ambientali e di manutenzione del percorso.
Ultima lezione
Il vetro è un buon isolante elettrico per le linee di trasmissione perché resiste al flusso di corrente, resiste a forti sollecitazioni elettriche,e quando indurito fornisce la resistenza meccanica richiesta per le corde aereeIl suo comportamento di guasto visibile può anche supportare un'ispezione efficiente.configurazione della stringa, attrezzature, classificazione meccanica e prestazioni in materia di inquinamento sono ciò che trasforma un buon materiale isolante in una soluzione affidabile per le linee di trasmissione.
Domande frequenti
La pioggia rende conduttivo un isolante di vetro?
La pioggia normalmente non rende il corpo di vetro conduttivo.che possono creare correnti di perdita e aumentare il rischio di flashoverÈ per questo che la distanza di trascinamento e la progettazione dell'inquinamento sono importanti.
Il rinforzo rende il vetro più isolante elettricamente?
Il rinforzo viene utilizzato principalmente per migliorare la resistenza meccanica e il comportamento di guasto prevedibile.condizione della superficie, e il design completo della corda.
È possibile utilizzare una sola unità isolante di vetro per una linea di 400 o 500 kV?
Le linee di trasmissione ad alta tensione utilizzano normalmente una serie o un insieme di unità progettate per il livello di isolamento e le condizioni ambientali richiesti.Il numero corretto e il tipo di unità dipendono dalla tensione, gravità dell'inquinamento, altitudine, configurazione della torre e norme di progetto applicabili.
