S brzim razvojem kineske visokonaponske elektroenergetske mreže, kompozitni izolatori male veličine, dobre elastičnosti, laki za oštećivanje, male težine i visoke mehaničke čvrstoće naširoko su korišteni u dalekovodima zbog svojih izvrsnih plamenitih svojstava protiv onečišćenja, lakoće, prikladnosti instalacija i održavanje. Kompozitni izolatori, kao što je prikazano na slici 1, sastoje se od kompozitnog ruba kišobrana, čeličnog nožnog vijka, lučne kugle, štita i drugih dijelova [1]. Međutim, u skladu s različitim razinama mrežnog napona, različitim geografskim okruženjima i razlikama u razumijevanju, postoje različiti načini ugradnje prstena za izjednačavanje napona kompozitnih izolatora. U usporedbi s tradicionalnim porculanskim ili staklenim izolatorima, postoji još jedan dodatak tijekom instalacije -- prsten za izjednačavanje napona.
1. Funkcija prstena za dijeljenje tlaka kompozitnog izolatora
Kao što naziv implicira, funkcija prstena za izjednačavanje napona je ravnomjerna raspodjela napona preko izolatorskog niza. Obično su dva kraja izolatora ili izolatorskog niza potencijal vodiča i geodetski potencijal, odnosno fazni napon. Zbog utjecaja žice na kapacitivnost spoja uzemljenja i fazni kapacitet između žica, fazni napon se čini neravnomjerno raspoređen na cijelom izolatorskom nizu. Zakon raspodjele je sljedeći: pad napona izolatora blizu kraja žice je najveći, a pad napona izolatora daleko od kraja žice postupno opada. Kada je izolator blizu poprečnog kraka tornja, pad napona raste. Kao rezultat toga, može doći do korone. Načelo prstena za izjednačavanje napona je da je ugradnja prstena za izjednačavanje napona na kraju žice izolatora ili izolatorskog niza ekvivalentna ugradnji paralelnog kondenzatora, čime se povećava kapacitet izolatora u odnosu na žicu i poboljšava distribucija napona.
Prsten za izjednačavanje napona kompozitnog izolatora ima funkcije kao što su indukcija luka (bljesak pražnjenja događa se između dva prstena na liniji kako bi se zaštitio rub kišobrana od spaljivanja), sprječavanje metalne korone, poboljšanje distribucije napona i smanjenje intenziteta polja na kraju mandel. Jezgra kompozitnog izolatora izrađena je od organskog materijala, tako da ujednačeni tlačni prsten može smanjiti intenzitet polja visokotlačne bočne jezgrene šipke i donekle odgoditi starenje jezgrene šipke.
U stvarnom radu, ako kompozitni izolator nije ugrađen s prstenom za izjednačenje napona, neosporna je činjenica da je distribucija napona intenziteta površinskog polja izrazito neravnomjerna, ali položaj ugradnje i struktura prstena za izjednačenje napona kompozitnog izolatora imaju veliki utjecaj na poboljšanje raspodjele napona kompozitnog izolatora. Kada prsten za izjednačavanje napona nije instaliran, intenzitet polja kompozitnog izolatora u blizini kraja pod naponom najveći je na spoju između izolatora i metalnog priključka na kraju, a raspodijeljeni napon na prvom rubu u blizini kraja pod naponom je ujedno i najviši. Ako je ravnina tijela homogenizirajućeg prstena na istoj visini kao spoj izolatora i metalnih dodataka na kraju, homogenizirajući prsten jedva da igra ulogu homogenizirajućeg pritiska.
2. Vrste prstenova za izjednačavanje tlaka
Prema različitim upotrebama, prsten za balansiranje napona može se podijeliti na prsten za balansiranje napona odvodnika munje, prsten za balansiranje napona zaštite od groma, prsten za balansiranje napona izolatora, prsten za balansiranje napona transformatora, prsten za balansiranje napona opreme za ispitivanje visokog napona, prsten za balansiranje napona dalekovoda itd. .
Prema različitim materijalima, ujednačeni tlačni prsten može se podijeliti na aluminijski ujednačeni tlačni prsten, ujednačeni tlačni prsten od nehrđajućeg čelika, ujednačeni tlačni prsten od željeza itd.
Postoje dvije vrste zaštitnog prstena i zaštitnog prstena sličnih naziva.
Trenutačno se homogenizirani tlačni prsten koji se koristi u kineskim visokonaponskim električnim uređajima i energetskim sustavima (trafostanice, visokonaponski vodovi i tako dalje) uglavnom obrađuje aluminijskom legurom. Opći zahtjev je poliranje površine homogeniziranog tlačnog prstena kako bi se postigla glatka površina bez srha.
3. Prsten za izjednačavanje napona kompozitnog izolatora ne radi
3.1 Nije instaliran prsten za balansiranje tlaka ili je prsten za balansiranje tlaka nevažeći
Kada je kompozitni izolator u stvarnom radu, nije instaliran s prstenom za izjednačenje napona ili se pogreška ugradnje prstena za izjednačenje napona, deformacija i pomak prstena za izjednačenje napona zajedno nazivaju kvarom. Ako prsten za izjednačenje napona pokvari, u slučaju kvara prstena za izjednačenje napona, intenzitet polja kompozitnog izolatora u blizini kraja pod naponom najveći je na spoju između izolatora i metalnog priključka na kraju, a distribuirani napon na kraju prva suknja blizu živog kraja je najviša. Pomak prstena za izjednačavanje tlaka čini ravninu u kojoj se nalazi tijelo prstena i vezu između izolatora i metalnog pribora na kraju na istoj visini, tako da prsten za izjednačavanje tlaka teško može igrati ulogu izjednačavanja tlaka. Ako prsten za izjednačavanje napona ne uspije, lokalna jakost polja bit će previsoka, što dovodi do elektrokorozije, a jakost električnog polja i raspodjela napona na površini kompozitnog izolatora bit će vrlo neravnomjerna, što će rezultirati toplinskim širenjem ruba kompozitnog izolatora i pojava flashover discharge trip-a na površini izolatora, čime se smanjuje siguran i stabilan rad elektroenergetske mreže.
3.2 Sadašnji dizajn prstena za izjednačavanje tlaka
U praksi, prsten za izjednačavanje tlaka ima gornji prsten za izjednačavanje tlaka (strana niskog tlaka) i donji prsten za izjednačavanje tlaka (strana visokog tlaka). Kako bi se fazni napon i intenzitet polja ravnomjernije rasporedili preko kompozitnog izolatora, dvostruki prstenovi za izjednačavanje napona sada su ugrađeni na svaki kompozitni izolator 220kV dalekovoda. Gornji prsten za izjednačavanje tlaka uglavnom je oblikovan na pola, dok je donji prsten za izjednačavanje tlaka prstenasti dizajn. Ako je postupak postavljanja donjeg prstena za izjednačavanje tlaka nekvalificiran ili je struktura prstena za izjednačavanje tlaka nenormalna, prsten za izjednačavanje tlaka neće uspjeti. Dizajn i ugradnja prstena za izjednačenje napona neće samo uzrokovati da prsten za izjednačenje napona 220kV kompozitnih izolatora izgubi svoju dužnu ulogu. Osim toga, nakon što prsten za izjednačenje nižeg napona padne na žicu, vibracije žice uzrokovane sezonskim vjetrom učinit će da prsten za izjednačenje nižeg napona nastavi trošiti žicu, izazvati ozbiljno lokalno zagrijavanje, pa čak i spaliti žicu, što dovodi do puknuće žice dalekovoda, što je rezultiralo ozbiljnom nesrećom saplitanjem žice. Stoga pad donjeg prstena za izjednačavanje napona na žicu neće dovesti samo do izuzetno ozbiljnih posljedica.
3.3 Metoda održavanja nakon što otpadne prsten za balansiranje tlaka
Ako prsten za izjednačenje napona padne na žicu i istroši žicu, treba ga zamijeniti novim prstenom za izjednačenje napona. Za različite istrošene žice treba usvojiti različite metode pojačanja. Kompozitni izolator treba ukloniti sa žice i zamijeniti ga novim prstenom za izjednačavanje napona kako bi se kompozitni izolator ponovno postavio, što ne samo da povećava poteškoće i rizik operacije, već također uvelike povećava fizičke zahtjeve operatera. Postoje određeni sigurnosni rizici.
Kako spriječiti da prsten za izjednačavanje nižeg napona padne na žicu kad padne? Stoga ovaj rad iznosi dvije metode poboljšanja.
4. Poboljšajte metode
Usvojena je nova metoda dizajna prstena za izjednačavanje tlaka, a niži prsten za izjednačenje tlaka također je dizajniran da bude polovičan. Kada je postupak ugradnje donjeg prstena za izjednačavanje tlaka nekvalificiran ili je struktura nenormalna, pričvrsni vijak donjeg prstena za izjednačavanje tlaka postaje labav, a prsten za izjednačavanje tlaka će pasti izravno na tlo. Neće ostati na žici, neće uzrokovati kvar žice. I smanjiti poteškoće operacija održavanja.
Prsten za dijeljenje nižeg napona kompozitnog izolatora može se zavariti izravno na metalno mjesto ugradnje kompozitnog izolatora. Ovaj će dizajn bolje igrati ulogu prstena za izjednačavanje tlaka, a zahtjeve za održavanjem svesti na minimum. Ali ovaj će dizajn povećati zahtjeve proizvođača, a za prijevoz većih zahtjeva, prijevoz će zauzeti veći volumen.
5.Sažeti
Prsten za dijeljenje napona ispod kompozitnog izolatora dalekovoda od 220 kV ima čeonu strukturu, koja se lako postavlja i uvelike smanjuje potrošnju radne snage, materijalnih resursa i vremena.
Struktura prstena za dijeljenje napona kompozitnog izolatora od 220 kV je jednostavna, učinak dijeljenja napona bolji je od prstena za dijeljenje napona zatvorene strukture.
Novi dizajn i tehnologija te dobra kontrola kvalitete mogu osigurati da prsten za izjednačavanje napona može zadovoljiti zahtjeve dalekovoda od 220 kV.