Ako dodávateľ nadzemných riadkov som bol svedkom z prvej ruky jedinečné výzvy, ktoré prichádzajú s integráciou týchto komponentov do systémov priameho napätia (HVDC). Technológia HVDC získala v posledných rokoch významnú trakciu vďaka svojej schopnosti prenášať veľké množstvo energie na veľké vzdialenosti s nižšími stratami v porovnaní so systémmi striedavého prúdu (AC). Použitie armatúr nad hlavou v systémoch HVDC však predstavuje súbor výziev, ktoré si vyžadujú dôkladné zváženie.
Výzvy elektrického výkonu
Výtok z koróny
Jednou z primárnych elektrických výziev v systémoch HVDC je výtok Corona. Korón sa vyskytuje, keď pevnosť elektrického poľa okolo vodiča prekročí silu rozkladu okolitého vzduchu. V systémoch HVDC môže jednosmerná povaha prúdu viesť k rôznym korónovým charakteristikám v porovnaní s striedavými systémami.
Polarita napätia HVDC môže mať významný vplyv na tvorbu koróny. Pozitívna polarita vo všeobecnosti vedie k intenzívnejšej činnosti korónov, ktorá môže spôsobiť straty energie, rádiové rušenie a počuteľný hluk. Kovania nad hlavou, ako napríkladOceľový uhlový krížový rameno, ktoré sú v tesnej blízkosti vodičov, môžu byť ovplyvnené aj Corona. Ostré hrany a nepravidelné povrchy týchto tvaroviek môžu zhoršiť koncentráciu elektrického poľa, čím sa zvýši pravdepodobnosť výboja z koróny.
Vyhynutie jednosmerného oblúka
Ďalšou elektrickou výzvou je vyhynutie jednosmerných oblúkov. V systémoch striedavých prúdov prirodzene prechádza nula každú polovicu cyklu, ktorý pomáha pri vyhynutí oblúka. Avšak v systémoch HVDC neexistuje prirodzený nulový priechod prúdu. Ak dôjde k poruche, napríklad krátky obvod, môže sa tvoriť oblúk a je ťažké ho uhasiť.
Kovania nad hlavou zohrávajú rozhodujúcu úlohu pri celkovom výkone systému počas poruchových podmienok. NapríkladKáblové príslušenstvo železné krížové ramenoPočas poruchy môžu byť vystavené oblúkom s vysokou energiou. Materiály a dizajn týchto príslušenstiev musia byť schopné vydržať intenzívne teplo a mechanické sily spojené s jednosmernými oblúkami bez značného poškodenia.
Mechanické výzvy
Tepelná expanzia a kontrakcia
Systémy HVDC môžu zaznamenať významné zmeny teploty v dôsledku toku energie a podmienok prostredia. Kovania nad hlavou podliehajú tepelnej expanzii a kontrakcii, čo môže spôsobiť mechanické namáhanie komponentov.
Rôzne koeficienty tepelnej expanzie materiálov použitých v príslušenstve a vodičoch môžu viesť k nesprávnemu vyrovnaniu a uvoľneniu spojení. Napríklad, akHOTNÉ DIP GALVANIZOVANÉ HARDWAREmá inú mieru expanzie v porovnaní s vodičom, môže to viesť k oslabeniu priľnavosti, zvýšeniu rizika sklzu vodiča alebo dokonca odpojenia.
Vibrácie
Vibrácie a cvalu vyvolané vetrom sú bežné mechanické výzvy v horných elektrických vedeniach. V systémoch HVDC môže jednosmerná povaha prúdu interagovať s vetrom a magnetickým poľom, čo potenciálne vedie k zložitejším vibračným vzorom.
Kovania nad hlavou musia byť navrhnuté tak, aby odolali týmto dynamickým silám. Tvar a hmotnostná distribúcia tvarov môže ovplyvniť aerodynamické charakteristiky línie. Nesprávne navrhnuté armatúry môžu zvýšiť náchylnosť linky na vibrácie a cval, čo môže v priebehu času spôsobiť únavové poškodenie príslušenstva a vodičov.
Environmentálne výzvy
Korózia
Korózia je hlavnou environmentálnou výzvou pre prípravy režijných liniek v systémoch HVDC. Prítomnosť vlhkosti, znečisťujúcich látok a elektrolytov v prostredí môže urýchliť proces korózie.
Horúce - galvanizácia je bežná metóda, ktorá sa používa na ochranuHOTNÉ DIP GALVANIZOVANÉ HARDWAREz korózie. V systémoch HVDC však môže jednosmerný prúd spôsobiť jav známy ako elektrolytická korózia. Tok jednosmerného prúdu môže vytvoriť rozdiel elektrochemického potenciálu medzi rôznymi kovmi v kovovaní alebo medzi prístrojom a vodičom, čo vedie k zrýchlenej korózii.
Znečistenie a kontaminácia
Znečistenie a kontaminácia z priemyselných emisií, prachu a soľného spreju môžu tiež ovplyvniť výkonnosť nadzemných čiarových prístrojov. Tieto kontaminanty sa môžu hromadiť na povrchu tvaroviek, znižujú ich elektrické izolačné vlastnosti a zvyšujú riziko flashovery.
Napríklad v pobrežných oblastiach môže soľný sprej vložiť vodivú vrstvu na tvarovky, čo môže viesť k únikovým prúdom a povrchovým sledovaním. Karmy nad hlavou musia byť navrhnuté s primeranými povrchovými úpravami a profilmi, aby sa minimalizovala akumulácia znečisťujúcich látok a aby sa udržala ich elektrická a mechanická integrita v znečistených prostrediach.
Výzvy s materiálnou kompatibilitou
Kompatibilita s vodičmi
Kompatibilita medzi nadzemnými čiarami a vodičmi je rozhodujúca pre spoľahlivú prevádzku systémov HVDC. Rôzne typy vodičov, ako je hliník a meď, majú rôzne mechanické a elektrické vlastnosti.
Kvostné materiály je potrebné zvoliť, aby sa zabezpečilo dobré elektrické a mechanické spojenie s vodičmi. Napríklad by sa mal minimalizovať odpor medzi príslušnosťou a vodičom, aby sa znížilo straty energie. Okrem toho by materiály mali byť kompatibilné z hľadiska ich koeficientov tepelnej expanzie, aby sa zabránilo mechanickému napätiu počas variácií teploty.
Kompatibilita s izolátormi
Kovania nad hlavou sa často používajú v spojení s izolátormi. Kompatibilita medzi príslušenstvom a izolátormi je nevyhnutná na udržanie elektrickej izolácie systému.
Materiály armatúry by nemali spôsobiť žiadne chemické alebo fyzikálne degradáciu izolátorov. Napríklad niektoré kovy môžu za určitých podmienok prostredia reagovať s materiálmi izolátora, čo vedie k zníženiu výkonnosti izolácie.
Stratégie
Vylepšený dizajn
Na riešenie vyššie uvedených výziev je nevyhnutný vylepšený dizajn režijných riadkov. To zahŕňa použitie zaoblených hrán a hladkých povrchov na zníženie koncentrácie elektrického poľa a minimalizáciu výboja z koróny. Dizajn by mal brať do úvahy aj tepelnú expanziu a kontrakciu materiálov, aby sa zabezpečilo stabilné mechanické spojenie.
Pokročilé materiály
Použitie pokročilých materiálov môže pomôcť pri zmierňovaní problémov. Napríklad použitie zliatiny odolných voči korózii a polymérov s vysokou pevnosťou môže zlepšiť trvanlivosť príslušenstva v tvrdých prostrediach. Tieto materiály môžu tiež ponúknuť lepšiu kompatibilitu s vodičmi a izolátormi.
Monitorovanie a údržba
Pravidelné monitorovanie a údržba armatúr nad hlavou v systémoch HVDC sú rozhodujúce. To zahŕňa vizuálne inšpekcie, elektrické testovanie a mechanické testovanie. Monitorovanie môže pomôcť pri zisťovaní skorých príznakov problémov, ako je korózia, uvoľnenie spojení alebo poškodenie v dôsledku vibrácií.
Záver
Záverom možno povedať, že použitie režijných riadkov v systémoch HVDC predstavuje celý rad výziev z hľadiska elektrického výkonu, mechanickej integrity, životného prostredia a kompatibility materiálu. Ako dodávateľ režijných riadkových zariadení neustále pracujeme na vývoji riešení na prekonanie týchto výziev.
Pochopením jedinečných požiadaviek systémov HVDC a investovaním do výskumu a vývoja môžeme poskytnúť vysoko kvalitné príslušenstvo, ktoré zabezpečujú spoľahlivú a efektívnu prevádzku týchto systémov. Ak ste zapojení do projektu HVDC a hľadáte spoľahlivé režijné riadky, vyzývame vás, aby ste nás kontaktovali kvôli podrobnej diskusii a preskúmame, ako naše výrobky môžu vyhovieť vašim konkrétnym potrebám.
Odkazy
- Grover, PK (2014). Inžinierstvo s vysokým napätím. Wiley India.
- Greenwood, A. (1991). Elektrické prechody v energetických systémoch. Wiley - Interscience.
- Li, G., & Chen, G. (2018). Prenosové systémy HVDC: princípy, modelovanie a riadenie. Springer.
