Com o rápido desenvolvimento da rede elétrica de alta tensão da China, isoladores compostos com tamanho pequeno, boa elasticidade, fácil de danificar, leve e alta resistência mecânica têm sido amplamente utilizados em linhas de transmissão por suas excelentes características flasmódicas antipoluição, leveza, conveniência instalação e manutenção. Os isoladores compostos, conforme mostrado na Figura 1, são compostos de saia guarda-chuva composta, parafuso de pé de aço, bola de arco, blindagem e outras partes [1]. No entanto, de acordo com diferentes níveis de tensão de linha, diferentes ambientes geográficos e diferenças de entendimento, existem diferentes maneiras de instalar o anel de equalização de tensão de isoladores compostos. Em comparação com os isoladores tradicionais de porcelana ou vidro, existe um acessório a mais durante a instalação -- anel de equalização de tensão.
1. A função do anel de compartilhamento de pressão do isolador composto
Como o nome indica, a função do anel de equalização de tensão é distribuir a tensão uniformemente pela cadeia de isoladores. Normalmente as duas extremidades do isolador ou cadeia de isoladores são o potencial do condutor e o potencial geodésico respectivamente, ou seja, a tensão de fase. Devido ao efeito do fio na capacitância de acoplamento de terra e na capacitância de fase entre os fios, a tensão de fase parece distribuição desigual em toda a cadeia de isoladores. A lei de distribuição é a seguinte: a queda de tensão do isolador perto da extremidade do fio é a maior e a queda de tensão do isolador longe da extremidade do fio diminui gradualmente. Quando o isolador está próximo ao braço transversal da torre, a queda de tensão aumenta. Como resultado, uma coroa pode ocorrer. O princípio do anel de equalização de tensão é que instalar um anel de equalização de tensão na extremidade do fio de um isolador ou cadeia de isoladores equivale a instalar um capacitor paralelo, aumentando assim a capacitância do isolador ao fio e melhorando a distribuição de tensão.
O anel de equalização de tensão do isolador composto tem funções como indução de arco (o flashover de descarga ocorre entre dois anéis na linha para proteger a saia do guarda-chuva de ser queimado), prevenção de corona metálica, melhoria da distribuição de tensão e redução da intensidade de campo no final da o mandel. O núcleo do isolador composto é feito de material orgânico, de modo que o anel de pressão uniforme pode reduzir a intensidade do campo da haste do núcleo do lado de alta pressão e retardar o envelhecimento da haste do núcleo até certo ponto.
Na operação real, se o isolador composto não for instalado com um anel de equalização de tensão, é um fato indiscutível que a distribuição de tensão de intensidade de campo de superfície é extremamente desigual, mas a posição de instalação e a estrutura do anel de equalização de tensão do isolador composto têm um grande impacto na melhoria da distribuição de tensão do isolador composto. Quando o anel de equalização de tensão não está instalado, a intensidade de campo do isolador composto perto da extremidade energizada é a mais alta na conexão entre o isolador e o acessório de metal na extremidade, e a tensão distribuída na primeira saia próxima à extremidade energizada é também o mais alto. Se o plano do corpo do anel homogeneizador estiver na mesma altura da conexão do isolador e dos acessórios metálicos na extremidade, o anel homogeneizador dificilmente desempenha um papel de pressão homogeneizadora.
2. Tipos de anéis de equalização de pressão
De acordo com diferentes usos, o anel de balanceamento de tensão pode ser dividido em anel de balanceamento de tensão de pára-raios, anel de balanceamento de tensão de proteção contra raios, anel de balanceamento de tensão de isolador, anel de balanceamento de tensão de transformador, anel de balanceamento de tensão de equipamento de teste de alta tensão, anel de balanceamento de tensão de linha de transmissão, etc. .
De acordo com diferentes materiais, o anel de pressão uniforme pode ser dividido em anel de pressão uniforme de alumínio, anel de pressão uniforme de aço inoxidável, anel de pressão uniforme de ferro, etc.
Existem dois tipos de anel de proteção e anel de proteção com nomes semelhantes.
Atualmente, o anel de pressão homogeneizado usado em aparelhos elétricos de alta tensão chineses e sistemas de energia (subestação, linhas de alta tensão e assim por diante) é processado principalmente com liga de alumínio. Um requisito geral é polir a superfície do anel de pressão homogeneizado para obter uma superfície lisa sem rebarbas.
3. O anel de equalização de tensão do isolador composto falha
3.1 Nenhum anel de balanceamento de pressão está instalado ou o anel de balanceamento de pressão é inválido
Quando o isolador composto está em operação real, não está instalado com o anel de equalização de tensão ou o erro de instalação do anel de equalização de tensão, a deformação e o deslocamento do anel de equalização de tensão são referidos coletivamente como falha. Se o anel de equalização de tensão falhar, no caso de falha do anel de equalização de tensão, a intensidade de campo do isolador composto próximo à extremidade energizada é a mais alta na conexão entre o isolador e o acessório de metal na extremidade, e a tensão distribuída na extremidade a primeira saia perto do final ao vivo é a mais alta. O deslocamento do anel de equalização de pressão torna o plano onde o corpo do anel está localizado e a conexão entre o isolador e os acessórios de metal no final na mesma altura, de modo que o anel de equalização de pressão dificilmente pode desempenhar o papel de equalização de pressão. Se o anel de equalização de tensão falhar, a intensidade do campo local será muito alta, levando à eletrocorrosão, e a intensidade do campo elétrico e a distribuição de tensão na superfície do isolador composto serão muito desiguais, resultando em expansão térmica da saia do isolador composto e a ocorrência de disparo de descarga flashover na superfície do isolador, reduzindo assim a operação segura e estável da rede elétrica.
3.2 O design atual do anel de equalização de pressão
Na prática, o anel de equalização de pressão possui anel de equalização de pressão superior (lado de baixa pressão) e anel de equalização de pressão inferior (lado de alta pressão). A fim de distribuir melhor a tensão de fase e a intensidade de campo uniformemente ao longo da saia do isolador composto, anéis duplos de equalização de tensão agora são instalados em cada isolador composto da linha de transmissão de 220kV. O anel de equalização de pressão superior é projetado principalmente pela metade, enquanto o anel de equalização de pressão inferior é um design de anel. Se o processo de instalação do anel de equalização de pressão inferior não for qualificado ou a estrutura do anel de equalização de pressão for anormal, o anel de equalização de pressão falhará. O projeto e a instalação do anel de equalização de tensão não apenas farão com que o anel de equalização de tensão dos isoladores compostos de 220kV perca seu devido papel. Além disso, depois que o anel de equalização de tensão mais baixa cair no fio, a vibração do fio causada pelo vento sazonal fará com que o anel de equalização de tensão mais baixa continue a desgastar o fio, causando sério aquecimento local e até mesmo queimando o fio, levando ao quebra do fio da linha de transmissão, resultando em grave acidente de tropeço do fio. Portanto, a queda do anel de equalização de tensão mais baixa no fio não levará apenas a consequências extremamente graves.
3.3 Método de manutenção após a queda do anel de balanceamento de pressão
Se o anel de equalização de tensão cair no fio e desgastar o fio, ele precisará ser substituído por um novo anel de equalização de tensão. Diferentes métodos de reforço devem ser adotados para diferentes fios desgastados. O isolador composto deve ser removido do fio e substituído por um novo anel de equalização de tensão para redefinir o isolador composto, o que não só aumenta a dificuldade e o risco da operação, mas também aumenta muito as exigências físicas dos operadores. Existem certos riscos de segurança.
Como evitar que o anel de equalização de tensão mais baixa caia no fio quando ele cai? Portanto, este artigo apresenta dois métodos de melhoria.
4. Melhore os métodos
O novo método de design do anel de equalização de pressão é adotado, e o anel de equalização de pressão inferior também é projetado para ser metade. Quando o processo de instalação do anel de equalização de pressão inferior não é qualificado ou a estrutura é anormal, o parafuso de fixação do anel de equalização de pressão inferior fica solto e o anel de equalização de pressão cai diretamente no chão. Não ficará no fio, não causará falha no fio. E reduzir a dificuldade das operações de manutenção.
O anel de compartilhamento de tensão mais baixa do isolador composto pode ser soldado diretamente no local de instalação de metal do isolador composto. Este projeto desempenhará melhor o papel de anel de equalização de pressão e os requisitos de manutenção serão mínimos. Mas esse projeto aumentará os requisitos dos fabricantes e, para o transporte de requisitos mais altos, o transporte ocupará um volume maior.
5. Resuma
O anel de compartilhamento de tensão sob o isolador composto da linha de transmissão de 220kV adota a estrutura de topo, que é fácil de instalar e reduz bastante o consumo de mão de obra, recursos materiais e tempo.
A estrutura do anel de compartilhamento de tensão tipo topo de isolador composto de 220 kV é simples, o efeito de compartilhamento de tensão é melhor do que o anel de compartilhamento de tensão de estrutura fechada.
O novo design e tecnologia e o bom controle de qualidade podem garantir que o anel de equalização de tensão possa atender aos requisitos das linhas de transmissão de 220 kV.