ทำไมแก้วจึงเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดีสำหรับสายส่งกำลัง?

แก้วเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดีสำหรับสายส่งกำลัง เนื่องจากมีความต้านทานไฟฟ้าสูงและความแข็งแรงไดอิเล็กทริกสูง ช่วยป้องกันกระแสไฟฟ้าที่ใช้งานปกติไม่ให้ไหลจากตัวนำที่มีไฟฟ้าไปยังฮาร์ดแวร์ของเสาที่ต่อลงดิน ในฉนวนสายส่งกำลัง แก้วอบเทมเปอร์ยังให้ความแข็งแรงเชิงกลที่จำเป็นในการรองรับน้ำหนักตัวนำ ลม น้ำแข็ง การสั่นสะเทือน และแรงดึง ตัวฉนวนที่โปร่งใสสามารถทำให้ระบุหน่วยที่ชำรุดได้ง่ายขึ้นระหว่างการตรวจสอบ

อย่างไรก็ตาม แก้วเพียงอย่างเดียวไม่ได้รับประกันประสิทธิภาพของสายส่งที่เชื่อถือได้ รูปทรงของฉนวน ระยะทางครีเพจ การจัดเรียงสายฉนวน พิกัดทางกล อุปกรณ์ติดตั้ง และระดับมลพิษของพื้นที่ติดตั้ง ล้วนต้องตรงกับสภาพโครงการจริง สำหรับสาธารณูปโภคและผู้รับเหมา EPC แก้วมีคุณค่าเมื่อระบุว่าเป็นส่วนหนึ่งของระบบฉนวนสายเหนือดินที่สมบูรณ์

แก้วทนทานต่อกระแสไฟฟ้าและทนต่อความเค้นทางไฟฟ้า

ฉนวนสายเหนือดินมีสองหน้าที่: แยกตัวนำที่มีไฟฟ้าออกจากโครงสร้างที่ต่อลงดิน และรองรับตัวนำในเชิงกล ดังนั้น ฉนวนที่เหมาะสมจึงต้องควบคุมความเค้นทางไฟฟ้าในขณะที่ยังคงความเสถียรภายใต้ภาระภายนอกอย่างต่อเนื่อง

ในทางวิศวกรรม ฉนวนสายส่งกำลังขึ้นอยู่กับความต้านทานไฟฟ้าสูง ความแข็งแรงไดอิเล็กทริก และความต้านทานต่อการติดตามพื้นผิว ความต้านทานไฟฟ้าสูงหมายความว่าแก้วทนทานต่อการไหลของกระแสไฟฟ้าผ่านเนื้อแก้วได้อย่างมาก ความแข็งแรงไดอิเล็กทริกอธิบายว่าแก้วทนต่อสนามไฟฟ้าได้ดีเพียงใดก่อนที่จะเกิดการสลายตัวทางไฟฟ้า

นี่คือเหตุผลที่แก้วสามารถแยกตัวนำที่มีไฟฟ้าออกจากเสาเหล็กหรือแขนไขว้ได้ อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพของฉนวนไม่ได้ขึ้นอยู่กับเนื้อแก้วเท่านั้น กระแสไฟฟ้ายังสามารถไหลข้ามพื้นผิวของฉนวนได้เมื่อความชื้นและการปนเปื้อนสร้างเส้นทางนำไฟฟ้า ดังนั้น รูปร่างและระยะห่างของพื้นผิวของหน่วยจึงมีความสำคัญเท่าเทียมกันในการออกแบบสายส่งกำลัง

แก้วอบเทมเปอร์ทำให้ฉนวนเหมาะสมสำหรับสายเหนือดิน

สายส่งกำลังไม่ได้ใช้กระจกหน้าต่างธรรมดา แต่ใช้แก้วอบเทมเปอร์ ซึ่งผลิตขึ้นเพื่อให้มีความต้านทานต่อความเค้นเชิงกลที่แข็งแกร่งกว่ามาก การวิจัยเกี่ยวกับฉนวนแก้วอบเทมเปอร์ระบุการผสมผสานระหว่างประสิทธิภาพทางไฟฟ้า ความแข็งแรงเชิงกล และความง่ายในการตรวจสอบเป็นเหตุผลสำคัญในการใช้งานบนสายเหนือดิน

ในสายแขวน หน่วยแก้วทำงานร่วมกับฝาโลหะ สลักซีเมนต์ และฮาร์ดแวร์สาย การประกอบต้องรับน้ำหนักแนวตั้งของตัวนำและทนต่อแรงดึงที่เสาหักมุม โครงสร้างปลายปิด จุดตัด และช่วงยาว การเคลื่อนที่ของลม การสั่นสะเทือนของตัวนำ ภาระน้ำแข็ง และวงจรอุณหภูมิยังสร้างความเค้นเชิงกลซ้ำๆ ตลอดอายุการใช้งานของสาย

การอบเทมเปอร์ไม่ควรงงกับการทดแทนการออกแบบทางไฟฟ้า โดยหลักแล้วจะช่วยปรับปรุงพฤติกรรมเชิงกลของหน่วยแก้ว ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของการติดตั้งขั้นสุดท้ายยังคงขึ้นอยู่กับขนาด รูปทรง การจัดเรียงสาย และสภาวะสนามไฟฟ้าของสาย

แก้วอบเทมเปอร์ยังมีข้อได้เปรียบในการปฏิบัติงานอีกด้วย เมื่อหน่วยเกิดความล้มเหลวทางไฟฟ้าหรือเชิงกลบางอย่าง เปลือกแก้วอาจแตกออกอย่างเห็นได้ชัด แทนที่จะทิ้งข้อบกพร่องภายในที่ซ่อนอยู่ IEEE ระบุว่าหน่วยแก้วอบเทมเปอร์แบบฝาและสลักสามารถทำให้ระบุหน่วยที่ชำรุดด้วยสายตาจากพื้นดินได้ สิ่งนี้สามารถทำให้การตรวจสอบง่ายขึ้น แต่หน่วยที่เสียหายยังคงต้องการการตัดสินใจในการบำรุงรักษาและเปลี่ยนที่เหมาะสม

วัสดุเพียงอย่างเดียวไม่สามารถกำหนดประสิทธิภาพของสายส่งกำลังได้

ฉนวนแก้วอาจมีคุณสมบัติไดอิเล็กทริกที่ยอดเยี่ยม แต่ก็ยังทำงานได้ไม่ดีหากการออกแบบไม่เหมาะสมกับพื้นที่ติดตั้ง คำถามสำคัญไม่ใช่แค่ว่า "แก้วเป็นฉนวนที่ดีหรือไม่" แต่เป็นว่าสายฉนวนแก้วอบเทมเปอร์ที่เฉพาะเจาะจงมีการกำหนดค่าทางไฟฟ้าและเชิงกลที่ถูกต้องสำหรับระดับแรงดันไฟฟ้า ตำแหน่งเสา และสภาพแวดล้อมภายนอกที่กำหนดหรือไม่

ระยะทางครีเพจมีความสำคัญเป็นพิเศษ เป็นระยะทางตามพื้นผิวฉนวนระหว่างส่วนโลหะที่มีไฟฟ้าและส่วนที่ต่อลงดิน เส้นทางพื้นผิวที่ยาวขึ้นและออกแบบมาอย่างดีช่วยลดความเสี่ยงที่กระแสไฟฟ้ารั่วจะพัฒนาข้ามพื้นผิวที่เปียกหรือปนเปื้อน นี่คือเหตุผลที่ IEC 60383-1 ใช้กับหน่วยฉนวนแก้วสำหรับสายเหนือดิน AC ที่สูงกว่า 1,000 V และรวมถึงคำจำกัดความ วิธีการทดสอบ และเกณฑ์การยอมรับสำหรับการใช้งานเหล่านี้

มลพิษเปลี่ยนแปลงกระบวนการคัดเลือกให้ซับซ้อนยิ่งขึ้น ฝุ่น เกลือ สารตกค้างจากอุตสาหกรรม และความชื้นสามารถสร้างฟิล์มนำไฟฟ้าบนพื้นผิวได้IEC 60507 กำหนดการทดสอบมลพิษเทียมสำหรับฉนวนเซรามิกและแก้วภายนอกอาคารตอกย้ำว่าประสิทธิภาพของมลพิษต้องได้รับการประเมินเป็นเงื่อนไขโครงการที่แยกต่างหาก แทนที่จะสันนิษฐานจากวัสดุพื้นฐาน

การใช้งานโครงการ Tailun แสดงให้เห็นว่าทำไมเงื่อนไขจึงมีความสำคัญ การเลือกมลพิษและทะเลทรายมีความเกี่ยวข้องกับกรณีสายส่งกำลัง 400kV กลางอิรัก และการใช้งานฉนวนป้องกันมลพิษในทะเลทราย ฝุ่น น้ำแข็ง และภาระเชิงกลได้รับการพิจารณาในโครงการ Pu-Bai 750kV และโครงการสายส่งกำลังในเขตหนาวสภาพแวดล้อมอาจแตกต่างกันอย่างมากแม้ในระดับแรงดันไฟฟ้าที่ใกล้เคียงกัน

โครงการ 500kV จีน-ลาวเน้นสภาพความชื้นสูงและรังสี UV ที่รุนแรง ในขณะที่โครงการสายส่งกำลัง Butao–Ordos 500kVแสดงถึงสภาพทะเลทรายและการส่งกำลังงานพลังงานหมุนเวียน ตัวอย่างเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าทำไมวัสดุเดียวกันจึงไม่ควรระบุด้วยรูปทรงหรือพิกัดเดียวกันสำหรับทุกเส้นทางความหมายของฉนวนแก้วสำหรับสาธารณูปโภคและผู้ซื้อ EPC

สำหรับสาธารณูปโภค ผู้รับเหมา EPC หรือทีมจัดซื้อสายส่งกำลัง คุณค่าของแก้วอบเทมเปอร์ไม่ได้จำกัดอยู่เพียงวัสดุฉนวนเท่านั้น แต่เป็นการผสมผสานระหว่างความน่าเชื่อถือทางไฟฟ้า การรองรับเชิงกล ลักษณะการตรวจสอบที่มองเห็นได้ และความเหมาะสมในระยะยาวสำหรับสภาพแวดล้อมการทำงาน

กำหนดหน้าที่ทางไฟฟ้า

1. ยืนยันประสิทธิภาพที่ต้องการสำหรับกำลังความถี่ปกติ แรงดันไฟฟ้ากระตุ้น เปียก แห้ง และมลพิษ ตามข้อกำหนดโครงการและมาตรฐานที่ใช้บังคับจับคู่พิกัดเชิงกลกับหน้าที่ของเสา
2. โหลดการล้มเหลวเชิงกลต้องเหมาะสมกับการกำหนดค่าตัวนำ ประเภทเสา ช่วง และแรงดึงที่คาดหวัง ระดับแรงดันไฟฟ้าและพิกัดเชิงกลเป็นพารามิเตอร์ที่แยกจากกันประเมินความรุนแรงของสภาพแวดล้อม
3. พิจารณาการปนเปื้อนจากเกลือ มลพิษทางอุตสาหกรรม ฝุ่นทะเลทราย ความชื้น ระดับความสูง ลม และน้ำแข็ง ก่อนเลือกการออกแบบมาตรฐาน แบบหมอก แบบสองแผ่น เคลือบ RTV หรือแบบอื่นที่เหมาะสมตรวจสอบข้อกำหนดด้านคุณภาพและการตรวจสอบ
4. ตรวจสอบเอกสารการทดสอบ ความเข้ากันได้ของอุปกรณ์ติดตั้ง ขนาด ประเภทการเชื่อมต่อ บรรจุภัณฑ์ การตรวจสอบย้อนกลับ และความสามารถของผู้จำหน่ายในการให้ข้อมูลทางเทคนิคสำหรับการประกวดราคาIEC 60383-1 มีประโยชน์เป็นพื้นฐาน เนื่องจากครอบคลุมหน่วยแก้วที่ใช้ในสายเหนือดิน แต่ไม่ได้ยกเลิกความจำเป็นในการวิศวกรรมเฉพาะโครงการ ข้อกำหนดที่เชื่อถือได้จะรวมมาตรฐานที่ใช้บังคับเข้ากับข้อกำหนดเชิงกล ไฟฟ้า สภาพแวดล้อม และการบำรุงรักษาจริงของเส้นทาง

ข้อคิดสุดท้าย

แก้วเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดีสำหรับสายส่งกำลัง เนื่องจากทนทานต่อการไหลของกระแสไฟฟ้า ทนต่อความเค้นไฟฟ้าสูง และเมื่ออบเทมเปอร์ จะให้ความแข็งแรงเชิงกลที่จำเป็นสำหรับสายเหนือดิน พฤติกรรมการล้มเหลวที่มองเห็นได้ยังสามารถสนับสนุนการตรวจสอบที่มีประสิทธิภาพได้ เงื่อนไขที่สำคัญคือแก้วต้องถูกเลือกเป็นส่วนหนึ่งของระบบที่สมบูรณ์: รูปทรงที่ถูกต้อง ระยะทางครีเพจ การจัดเรียงสาย อุปกรณ์ติดตั้ง พิกัดเชิงกล และประสิทธิภาพของมลพิษ คือสิ่งที่เปลี่ยนวัสดุฉนวนที่ดีให้เป็นโซลูชันสายส่งกำลังที่เชื่อถือได้

คำถามที่พบบ่อย

ฝนทำให้ฉนวนแก้วนำไฟฟ้าหรือไม่?

ฝนปกติไม่ทำให้เนื้อแก้วนำไฟฟ้า ข้อกังวลที่มากกว่าคือชั้นของเกลือ ฝุ่น หรือมลพิษทางอุตสาหกรรมที่เปียกบนพื้นผิว ซึ่งสามารถสร้างกระแสไฟฟ้ารั่วและเพิ่มความเสี่ยงต่อการเกิดแฟลชโอเวอร์ นี่คือเหตุผลที่ระยะทางครีเพจและการออกแบบมลพิษมีความสำคัญ

การอบเทมเปอร์ทำให้แก้วเป็นฉนวนไฟฟ้ามากขึ้นหรือไม่?

การอบเทมเปอร์ส่วนใหญ่ใช้เพื่อปรับปรุงความแข็งแรงเชิงกลและพฤติกรรมการล้มเหลวที่คาดการณ์ได้ ประสิทธิภาพของฉนวนไฟฟ้ายังคงขึ้นอยู่กับสูตรแก้ว รูปทรงของหน่วย สภาพพื้นผิว และการออกแบบสายที่สมบูรณ์

ฉนวนแก้วหนึ่งหน่วยสามารถใช้สำหรับสาย 400kV หรือ 500kV ได้หรือไม่?

ไม่ สายส่งกำลังแรงสูงมักใช้สายฉนวนหรือชุดหน่วยที่ออกแบบมาสำหรับระดับฉนวนและสภาพแวดล้อมที่ต้องการ จำนวนและประเภทของหน่วยที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้า ความรุนแรงของมลพิษ ระดับความสูง การกำหนดค่าเสา และมาตรฐานโครงการที่ใช้บังคับ