چرا شیشه عایق الکتریکی خوبی برای خطوط انتقال است؟

شیشه یک عایق الکتریکی خوب برای خطوط انتقال است زیرا مقاومت الکتریکی و استحکام دی الکتریک بالای آن مانع از عبور جریان عملیاتی معمولی از یک هادی برق دار به سخت افزار برج زمین شده می شود.در یک عایق انتقال، شیشه سخت شده همچنین استحکام مکانیکی مورد نیاز برای تحمل بارهای هادی، باد، یخ، لرزش و نیروهای کششی را فراهم می کند. بدنه شفاف آن می تواند شناسایی واحدهای شکست خورده را در هنگام بازرسی آسان تر کند.

با این حال، شیشه به تنهایی عملکرد قابل اعتماد خط را تضمین نمی کند. مشخصات عایق انتخاب شده، فاصله خزش، پیکربندی رشته، رتبه بندی مکانیکی، اتصالات و سطح آلودگی سایت همگی باید با شرایط واقعی پروژه مطابقت داشته باشند. برای شرکت‌های برق و پیمانکاران EPC، شیشه زمانی ارزشمند است که به عنوان بخشی از یک سیستم عایق کامل خطوط هوایی مشخص شود.

شیشه در برابر جریان مقاومت می کند و فشار الکتریکی را تحمل می کند

عایق خط هوایی دو کار دارد: هادی برق دار را از سازه ارت جدا می کند و هادی را به صورت مکانیکی پشتیبانی می کند. بنابراین یک عایق مناسب باید تنش الکتریکی را کنترل کند در حالی که تحت بارگذاری مداوم در فضای باز پایدار بماند.

از نظر مهندسی، عایق خطوط انتقال بستگی به این داردمقاومت الکتریکی بالا، استحکام دی الکتریک و مقاومت در برابر ردیابی سطح. مقاومت بالا به این معنی است که شیشه به شدت در برابر جریان جریان در بدنه خود مقاومت می کند. قدرت دی الکتریک نشان می دهد که قبل از وقوع شکست الکتریکی چقدر در برابر میدان الکتریکی مقاومت می کند.

به همین دلیل است که شیشه می تواند یک هادی زنده را از یک برج فولادی یا بازو متقابل جدا کند. با این حال عملکرد عایق فقط مربوط به بدنه شیشه ای نیست. هنگامی که رطوبت و آلودگی یک مسیر رسانا ایجاد می کند، جریان می تواند از سطح عایق عبور کند، بنابراین شکل و فاصله سطح واحد در طراحی خط انتقال به یک اندازه مهم است.

شیشه سفت شده عایق را برای خطوط هوایی مناسب می کند

خطوط انتقال از شیشه پنجره معمولی استفاده نمی کنند. آنها از شیشه های سخت شده استفاده می کنند که برای ایجاد مقاومت بسیار قوی تر در برابر استرس مکانیکی ساخته شده است. تحقیق در موردعایق های شیشه ای سخت شدهترکیب آنها را مشخص می کندعملکرد دی الکتریک، استحکام مکانیکی و سهولت بازرسیبه عنوان دلایل اصلی استفاده از آنها در خطوط هوایی.

در یک رشته تعلیق، واحد شیشه ای با کلاهک های فلزی، پین ها، سیمان و سخت افزار خط کار می کند. مجموعه باید وزن عمودی هادی ها را تحمل کند و نیروهای کششی در برج های زاویه دار، سازه های بن بست، تقاطع ها و دهانه های بلند را تحمل کند. حرکت باد، ارتعاش هادی، بارگذاری یخ و چرخه‌های دما نیز تنش مکانیکی مکرری را در طول عمر خط ایجاد می‌کنند.

سفت شدن نباید با جایگزینی برای طراحی الکتریکی اشتباه گرفته شود. این عمدتا رفتار مکانیکی واحد شیشه را بهبود می بخشد. عملکرد الکتریکی نصب نهایی همچنان به ابعاد مقره، پروفیل، آرایش رشته و شرایط میدان الکتریکی خط بستگی دارد.

شیشه سخت شده همچنین یک مزیت عملیاتی دارد. هنگامی که یک واحد خرابی های الکتریکی یا مکانیکی خاصی را تجربه می کند، پوسته شیشه ای آن به جای برجای گذاشتن یک نقص داخلی پنهان می تواند به طور مشهودی خرد شود. IEEE خاطرنشان می‌کند که واحدهای شیشه سخت شده درپوش و پین می‌توانند اجازه دهندشناسایی بصری واحدهای شکست خورده از روی زمین. این می‌تواند بازرسی‌های گشت را ساده‌تر کند، اما یک واحد آسیب‌دیده هنوز نیاز به تصمیم‌گیری مناسب برای نگهداری و تعویض دارد.

ماده به تنهایی عملکرد خط انتقال را تعیین نمی کند

یک عایق شیشه ای می تواند خواص دی الکتریک عالی داشته باشد اما اگر طراحی مناسب سایت نباشد باز هم عملکرد ضعیفی دارد. سوال اصلی این نیست که "آیا شیشه عایق خوبی است؟" این است که آیا یک رشته عایق شیشه سفت شده خاص، پیکربندی الکتریکی و مکانیکی صحیحی برای سطح ولتاژ، موقعیت برج و محیط بیرونی مشخص دارد یا خیر.

فاصله خزش از اهمیت ویژه ای برخوردار است. این فاصله در امتداد سطح عایق بین قطعات فلزی برق دار و زمین شده است. یک مسیر سطحی طولانی تر و با طراحی بهتر به کاهش خطر ایجاد جریان نشتی در سطح مرطوب یا آلوده کمک می کند. به همین دلیل است که IEC 60383-1 برای واحدهای عایق شیشه ای برای خطوط AC بالای 1000 ولت اعمال می شود و شامل تعاریف، روش های آزمایش و معیارهای پذیرش برای این کاربردها می شود.

آلودگی روند انتخاب را بیشتر تغییر می دهد. گرد و غبار، نمک، بقایای صنعتی و رطوبت می توانند یک فیلم رسانا روی سطح ایجاد کنند.IEC 60507 تست آلودگی مصنوعی را برای عایق های سرامیکی و شیشه ای در فضای باز مشخص می کند.، تقویت می کند که عملکرد آلودگی باید به عنوان یک شرایط پروژه جداگانه ارزیابی شود تا اینکه از مواد پایه فرض شود.

برنامه های کاربردی پروژه Tailun نشان می دهد که چرا شرایط مهم هستند. آلودگی و انتخاب بیابان مربوط بهکیس OHTL 400 کیلوولت عراق مرکزیوکاربرد عایق ضد آلودگی بیابانی. گرد و غبار، یخ زدگی و بارگذاری مکانیکی در نظر گرفته شده استپروژه Pu-Bai 750kVوپروژه انتقال منطقه سرد.

شرایط محیطی حتی در سطوح ولتاژ مشابه می تواند به شدت متفاوت باشد. راپروژه 500 کیلوولت چین – لائوسشرایط رطوبت بالا و اشعه ماوراء بنفش قوی را برجسته می کند، در حالی کهپروژه انتقال 500 کیلوولت بوتائو-اوردوسشرایط انتقال بیابان و انرژی های تجدیدپذیر را نشان می دهد. این مثال‌ها نشان می‌دهند که چرا یک ماده نباید با مشخصات یا رتبه‌بندی یکسان برای هر مسیر مشخص شود.

عایق شیشه ای برای خریداران تاسیساتی و EPC چه معنایی دارد

برای یک شرکت برق، پیمانکار EPC یا تیم تدارکات خط انتقال، ارزش شیشه سخت شده به مواد عایق آن محدود نمی شود. این ترکیبی از قابلیت اطمینان الکتریکی، پشتیبانی مکانیکی، ویژگی های بازرسی قابل مشاهده و مناسب بودن طولانی مدت برای محیط عملیاتی است.

1. وظیفه برق را تعریف کنید.عملکرد فرکانس توان، ضربه، مرطوب، خشک و آلودگی مورد نیاز را مطابق با مشخصات پروژه و استانداردهای قابل اجرا تأیید کنید.
2. مطابقت رتبه مکانیکی با وظیفه برج.بار شکست مکانیکی باید با پیکربندی هادی، نوع برج، دهانه و نیروهای کششی مورد انتظار مطابقت داشته باشد. کلاس ولتاژ و رتبه مکانیکی پارامترهای جداگانه ای هستند.
3. ارزیابی شدت محیطیقبل از انتخاب طرح های استاندارد، نوع مه، دو سوله، روکش RTV یا دیگر طرح های مناسب، آلودگی نمک، آلودگی صنعتی، گرد و غبار صحرا، رطوبت، ارتفاع، باد و یخ را در نظر بگیرید.
4. بررسی کیفیت و الزامات بازرسیبررسی اسناد آزمایش، سازگاری اتصالات، ابعاد، نوع اتصال، بسته بندی، قابلیت ردیابی و توانایی تامین کننده برای ارائه داده های فنی برای مناقصه.

IEC 60383-1 به عنوان خط پایه مفید است زیرا واحدهای شیشه ای مورد استفاده در خطوط هوایی را پوشش می دهد، اما نیاز به مهندسی پروژه خاص را برطرف نمی کند. یک مشخصات قابل اعتماد استانداردهای قابل اجرا را با الزامات مکانیکی، الکتریکی، محیطی و نگهداری واقعی مسیر ترکیب می کند.

غذای آماده نهایی

شیشه عایق الکتریکی خوبی برای خطوط انتقال است، زیرا در برابر جریان جریان مقاومت می کند، فشار الکتریکی بالایی را تحمل می کند، و در صورت سفت شدن، استحکام مکانیکی مورد نیاز برای رشته های خطوط هوایی را فراهم می کند. رفتار خرابی قابل مشاهده آن نیز می تواند از بازرسی کارآمد پشتیبانی کند. شرط مهم این است که شیشه باید به عنوان بخشی از یک سیستم کامل انتخاب شود: مشخصات مناسب، فاصله خزش، پیکربندی رشته، اتصالات، رتبه بندی مکانیکی و عملکرد آلودگی چیزی است که یک ماده عایق خوب را به یک راه حل قابل اعتماد خط انتقال تبدیل می کند.

سوالات متداول

آیا باران یک عایق شیشه ای را رسانا می کند؟

باران معمولاً بدنه شیشه را رسانا نمی کند. نگرانی بیشتر، وجود لایه مرطوب نمک، گرد و غبار یا آلودگی صنعتی روی سطح است که می تواند جریان نشتی ایجاد کند و خطر فلاش اوور را افزایش دهد. به همین دلیل است که فاصله خزشی و طراحی آلودگی مهم است.

آیا سفت شدن شیشه باعث عایق الکتریکی بیشتر می شود؟

سخت شدن عمدتا برای بهبود مقاومت مکانیکی و رفتار شکست قابل پیش بینی استفاده می شود. عملکرد عایق الکتریکی هنوز به فرمول شیشه، هندسه واحد، وضعیت سطح و طراحی کامل رشته بستگی دارد.

آیا می توان از یک واحد عایق شیشه ای برای خط 400 کیلوولت یا 500 کیلوولت استفاده کرد؟

خیر. خطوط انتقال فشار قوی معمولاً از یک رشته یا مجموعه ای از واحدهای طراحی شده برای سطح عایق مورد نیاز و شرایط محیطی استفاده می کنند. تعداد و نوع صحیح واحدها به ولتاژ، شدت آلودگی، ارتفاع، پیکربندی برج و استانداردهای قابل اجرا پروژه بستگی دارد.