Блог

Jun 06, 2023

Высотная энергетика: изоляция линий в Гималайском регионе

Свапан К. Бхоумик, советник, Teestavalley Power Transmission Limited Координация изоляции — это процесс сопоставления диэлектрической прочности электрооборудования и его характеристик.

Свапан К. Бхоумик, советник, Teestalley Power Transmission Limited

Согласование изоляции – это процесс соотнесения диэлектрической прочности электрооборудования и характеристик защитных устройств с ожидаемыми перенапряжениями. Весь аспект координации изоляции основан на статистических явлениях вероятности перенапряжения, а также вероятности пробоя изоляции из-за перенапряжения. Риск нарушения изоляции зависит от вероятностей. Хотя определенный риск отказа является приемлемым, насколько велик риск, который можно допустить, зависит от экономических соображений и надежности обслуживания. Таким образом, уровень изоляции больше относится к статистическим данным, чем к математической функции.

Перенапряжения, вызывающие нагрузку на диэлектрическую прочность изоляции, можно классифицировать следующим образом:

Временные перенапряжения вызываются замыканиями на землю, внезапным сбросом нагрузки, резонансом или феррорезонансом, другими нештатными ситуациями в системе и представляют собой незатухающие или слегка затухающие колебания, имеющие частоту, равную или близкую к частоте сети и сохраняющиеся в течение нескольких циклов. до нескольких секунд. Импульсные перенапряжения коммутации возникают при переключении линии электропередачи, высокоскоростном автоматическом повторном включении, противофазном включении кабеля, батареи конденсаторов, шунтирующего реактора, повторном включении выключателя, продолжающемся в течение тысяч микросекунд. Импульсные перенапряжения являются преобладающими в линиях электропередачи напряжением 400 кВ и выше из-за зарядного тока линии и должны контролироваться, чтобы избежать необходимости в более высокой изоляции. Импульсные перенапряжения молнии не зависят от напряжения системы, но зависят от полного сопротивления системы и вызываются прямыми ударами по проводнику, продолжающимися в течение микросекунд.

Кроме того, обратные вспышки и удары молнии в землю в непосредственной близости от линии электропередачи могут привести к наведенному грозовому импульсу. Величина обратных проблесков будет выше, если сопротивление заземления башни велико из-за наличия каменистой почвы. Во время летних гроз наиболее распространены отрицательно заряженные прямые удары. Положительно заряженные прямые удары чаще возникают вблизи океана и очень распространены во время зимних гроз. Положительно заряженные прямые удары представляют собой одиночные вспышки с большей силой тока и очень медленным фронтом волны, в то время как отрицательно заряженные прямые удары появляются с меньшей силой тока.

Диэлектрическая прочность оборудования зависит от его номинального уровня изоляции. Внешняя изоляция линии электропередачи состоит из самовосстанавливающейся воздушной и твердой изоляции в виде гирлянд изоляторов, состоящих из дисковых изоляторов и длинных стержневых изоляторов. В оборудовании, рассчитанном на системное напряжение ниже 400 кВ, уровень изоляции определяется номинальным уровнем выдерживаемости грозового импульса и уровнем выдерживаемого напряжения промышленной частоты. Для системного напряжения 400 кВ и выше изоляция определяется номинальным уровнем выдерживаемости коммутационного импульса и номинальным уровнем выдерживания грозового импульса. Это также известно как базовый импульсный уровень. Другими факторами, влияющими на электрическую изоляцию, являются высота над уровнем моря и климатические условия, такие как загрязнение и относительная влажность. Загрязнение определяет путь утечки изоляции. Длина изоляционной цепочки линии электропередачи зависит от уровня выдерживаемости грозового импульса, уровня выдерживаемости коммутационного импульса, уровня выдерживаемого напряжения промышленной частоты и условий эксплуатации, таких как высота над уровнем моря, загрязнение и влажность.

По экономическим причинам и промышленной практике оборудование рассчитано на выдерживание требуемого выдерживаемого напряжения в диапазоне нормальных условий эксплуатации, а именно. максимальная температура окружающей среды 40 °C, высота над уровнем моря не более 1000 метров. Соответственно, стандартные уровни изоляции, которые может выдержать оборудование переменного тока 400 кВ, для нормальных условий эксплуатации были приняты, как указано ниже: