Зі швидким розвитком високовольтної електромережі Китаю композиційні ізолятори з невеликим розміром, хорошою еластичністю, легкістю пошкодження, легкою вагою та високою механічною міцністю широко використовувалися в лініях електропередачі завдяки своїм чудовим антизабрудненим характеристикам спалаху, легкості, зручності встановлення та обслуговування. Композитні ізолятори, як показано на малюнку 1, складаються з композитної спідниці парасольки, сталевого болта з опорою, дугової кулі, екрану та інших частин [1]. Однак, залежно від різних рівнів напруги в мережі, різних географічних середовищ і відмінностей у розумінні, існують різні способи встановлення кільця вирівнювання напруги композитних ізоляторів. Порівняно з традиційними порцеляновими або скляними ізоляторами, під час встановлення є ще один аксесуар -- кільце вирівнювання напруги.
1. Функція кільця розподілу тиску композитного ізолятора
Як випливає з назви, функцією кільця вирівнювання напруги є рівномірний розподіл напруги по ланцюжку ізолятора. Зазвичай два кінці ізолятора або ізоляторної струни є потенціалом провідника та геодезичним потенціалом відповідно, тобто фазною напругою. Через вплив дроту на ємність заземлення та ємність фази між проводами фазна напруга розподіляється по всій ланцюжку ізолятора нерівномірно. Закон розподілу такий: падіння напруги на ізоляторі біля кінця дроту найбільше, а падіння напруги на ізоляторі далеко від кінця дроту поступово зменшується. Коли ізолятор знаходиться біля поперечного плеча вежі, падіння напруги зростає. В результаті може виникнути корона. Принцип кільця вирівнювання напруги полягає в тому, що встановлення кільця вирівнювання напруги на кінці дроту ізолятора або струни ізолятора еквівалентно встановленню паралельного конденсатора, таким чином збільшуючи ємність ізолятора щодо дроту та покращуючи розподіл напруги.
Кільце вирівнювання напруги композитного ізолятора має такі функції, як індукція дуги (спалах розряду відбувається між двома кільцями на лінії, щоб захистити спідницю парасольки від спалювання), запобігання коронному випромінюванню металу, покращення розподілу напруги та зменшення інтенсивності поля в кінці мандель. Серцевина композитного ізолятора виготовлена з органічного матеріалу, тому рівномірне кільце тиску може зменшити інтенсивність поля стрижня сердечника з боку високого тиску та певною мірою затримати старіння стрижня сердечника.
У фактичній експлуатації, якщо композитний ізолятор не встановлено з кільцем вирівнювання напруги, незаперечним фактом є те, що розподіл напруги напруги на поверхні поверхні є надзвичайно нерівномірним, але положення встановлення та структура кільця вирівнювання напруги композитного ізолятора мають великий вплив на поліпшення розподілу напруги композитного ізолятора. Коли кільце вирівнювання напруги не встановлено, напруженість поля композитного ізолятора біля кінця під напругою є найвищою в місці з’єднання ізолятора та металевого кріплення на кінці, а розподілена напруга на першій спідниці біля кінця під напругою становить також найвищий. Якщо площина тіла гомогенізаційного кільця знаходиться на тій самій висоті, що й з’єднання ізолятора та металевих аксесуарів на кінці, гомогенізуюче кільце навряд чи відіграє роль гомогенізаційного тиску.
2. Види кілець вирівнювання тиску
Відповідно до різних видів використання кільце балансування напруги можна розділити на кільце балансування напруги блискавкозахисту, кільце балансування напруги блискавкозахисту, кільце балансування напруги ізолятора, кільце балансування напруги трансформатора, кільце балансування напруги високовольтного випробувального обладнання, кільце балансування напруги лінії електропередач тощо .
Відповідно до різних матеріалів кільце рівномірного тиску можна розділити на алюмінієве кільце рівномірного тиску, кільце рівномірного тиску з нержавіючої сталі, кільце рівномірного тиску з заліза тощо.
Існує два типи екрануючого кільця та екрануючого кільця зі схожими назвами.
В даний час гомогенізоване напірне кільце, яке використовується в китайських високовольтних електроприладах і енергетичних системах (підстанції, високовольтні лінії тощо), в основному обробляється алюмінієвим сплавом. Загальною вимогою є полірування поверхні гомогенізованого притискного кільця для отримання гладкої поверхні без задирок.
3. Виходить з ладу кільце вирівнювання напруги композитного ізолятора
3.1 Не встановлено кільце балансування тиску або кільце балансування тиску недійсне
Коли композитний ізолятор фактично працює, він не встановлений з кільцем вирівнювання напруги, або помилка встановлення кільця вирівнювання напруги, деформація та зміщення кільця вирівнювання напруги разом називаються несправністю. Якщо кільце вирівнювання напруги виходить з ладу, у разі несправності кільця вирівнювання напруги інтенсивність поля композитного ізолятора біля кінця під напругою є найвищою на з’єднанні між ізолятором і металевим кріпленням на кінці, а розподілена напруга на кінці перша спідниця біля живого кінця є найвищою. Зрушення кільця вирівнювання тиску робить площину, де розташоване тіло кільця, і з’єднання між ізолятором і металевими аксесуарами на кінці на однаковій висоті, тому кільце вирівнювання тиску навряд чи може виконувати роль вирівнювання тиску. Якщо кільце вирівнювання напруги виходить з ладу, локальна напруженість поля буде занадто високою, що призведе до електрокорозії, а напруженість електричного поля та розподіл напруги на поверхні композитного ізолятора будуть дуже нерівномірними, що призведе до теплового розширення спідниці композитного ізолятора та виникнення спалахового розряду на поверхні ізолятора, що знижує безпечну та стабільну роботу електромережі.
3.2 Поточна конструкція кільця вирівнювання тиску
На практиці кільце вирівнювання тиску має верхнє кільце вирівнювання тиску (сторона низького тиску) і нижнє кільце вирівнювання тиску (сторона високого тиску). Щоб краще розподілити фазну напругу та інтенсивність поля рівномірно по спідниці композитного ізолятора, подвійні кільця вирівнювання напруги тепер встановлені на кожному композитному ізоляторі ЛЕП 220 кВ. Верхнє кільце вирівнювання тиску здебільшого виконано навпіл, тоді як нижнє кільце вирівнювання тиску є кільцевою конструкцією. Якщо процес встановлення нижнього кільця вирівнювання тиску є некваліфікованим або структура кільця вирівнювання тиску ненормальна, кільце вирівнювання тиску вийде з ладу. Конструкція та встановлення кільця вирівнювання напруги не тільки призведе до того, що кільце вирівнювання напруги композитних ізоляторів 220 кВ втратить свою належну роль. Крім того, після того, як кільце вирівнювання нижчої напруги впаде з дроту, вібрація дроту, спричинена сезонним вітром, змусить кільце вирівнювання нижчої напруги продовжувати зношувати дріт, спричиняти серйозне місцеве нагрівання та навіть спалювати дріт, що призведе до розрив дроту лінії електропередачі, що призвело до серйозної аварії на дроті. Тому падіння нижнього кільця зрівнювача напруги на провід призведе не тільки до вкрай тяжких наслідків.
3.3 Спосіб технічного обслуговування після того, як кільце балансування тиску відвалилося
Якщо кільце вирівнювання напруги відпадає від дроту та зношує дріт, його потрібно замінити новим кільцем вирівнювання напруги. Для різних зношених проводів слід застосовувати різні методи армування. Композитний ізолятор слід зняти з дроту та замінити новим кільцем вирівнювання напруги, щоб скинути композитний ізолятор, що не тільки збільшує складність і ризик операції, але й значно підвищує фізичні вимоги операторів. Існують певні ризики безпеки.
Як утримати нижнє кільце вирівнювання напруги від падіння на дріт, коли воно відпадає? Отже, у цій статті запропоновано два методи вдосконалення.
4. Удосконалити методи
Прийнято новий метод конструкції кільця вирівнювання тиску, а нижнє кільце вирівнювання тиску також розроблено як половинне. Якщо процес встановлення нижнього кільця вирівнювання тиску є некваліфікованим або конструкція ненормальна, кріпильний гвинт нижнього кільця вирівнювання тиску ослаблюється, і кільце вирівнювання тиску впаде прямо на землю. Не залишиться на дроті, не призведе до поломки дроту. І зменшити складність операцій з технічного обслуговування.
Розділювальне кільце нижчої напруги композитного ізолятора можна приварити безпосередньо до металевого місця встановлення композитного ізолятора. Така конструкція краще виконуватиме роль кільця вирівнювання тиску, а вимоги до обслуговування зведені до мінімуму. Але така конструкція підвищить вимоги виробників, а для транспортування більш високі вимоги, транспорт буде займати більший обсяг.
5.Підведіть підсумки
Кільце розподілу напруги під композитним ізолятором лінії електропередачі 220 кВ має стикову структуру, яка проста в установці та значно зменшує споживання робочої сили, матеріальних ресурсів і часу.
220 кВ композитний ізолятор стикового типу кільця розподілу напруги простий, ефект розподілу напруги кращий, ніж кільце розподілу напруги закритої структури.
Новий дизайн і технологія, а також хороший контроль якості можуть гарантувати, що стикове кільце вирівнювання напруги може відповідати вимогам ліній електропередачі 220 кВ.