Pèfòmans sismik nan izolatè pòslèn nan Substations Izolan porselèn yo te yon pati entegral nan sistèm pouvwa pou plis pase yon syèk akòz frigidité yo, ki asire aliyman nan eleman nan ekipman poste. Anplis, nan dènye ane yo, te gen gwo avansman nan konpreyansyon evènman sismik ki gen enpak sou izolan sa yo nan estasyon yo. Frekans sonan nan evènman sa yo ka lakòz fòs dinamik imans epi, akòz pwa li yo ak nati frajil, porselèn gen plis sansib a frekans amonik destriktif. Men, ak bon pratik konsepsyon, materyèl avanse ak metòd fabrikasyon modèn, izolan porselèn ka toujou pwouve yon fòm serye nan izolasyon nan anviwònman sèvis sismik. Karakteristik materyèl yo jwe yon gwo wòl nan konsepsyon ekipman anba fòs dinamik sa yo epi, pandan y ap asye ak aliminyòm yo duktil epi yo ofri fòs previzib, porselèn pa -duktil epi li ka varye anpil nan fòs. Se poutèt sa, pèfòmans sismik nan izolan porselèn ka amelyore nan maksimize fòs ak diminye pwa. Li se tou pi byen konprann jou sa yo ke izolan la se men yon sèl eleman nan yon etalaj konplèks ki fè moute nenpòt aparèy yo te jwenn nan yon poste. Se poutèt sa, tout aparèy la bezwen evalye. Pou egzanp, izolan yo souvan monte sou estrikti konkrè oswa asye epi sipòte ekipman aktyèl la pandan y ap kousinen yo tipikman jwenn nan tèt ekipman yo. Se poutèt sa, repons ekipman ak sub-konpozan li yo nan frekans antre yo pral depann de sa yo ak lòt faktè. Lè frekans natirèl yon moso nan ekipman matche ak frekans antre, sonorite rive konsa anplifye mouvman dinamik ki lakòz ak repons akselerasyon. Spectrum Repons Obligatwa a (RRS) simulation anplitid, frekans ak enèji nan evènman sismik tipik. Ekipman ki gen 1.1 a 8 Hz frekans natirèl yo pi byen kouvri nan RRS la.
Kalite tipik nan ekipman vòltaj segondè gen plizyè karakteristik ki fè yo pi reponn a entrain sismik. Lè yo wo ak lou, yo montre pi ba nivo Frekans Natirèl nòmalman yo jwenn nan evènman sismik. Lè de atik vibre nan menm frekans natirèl la, ogmante mouvman yo wè ak pwovoke gwo chaj cantilever. Konprann fòs ke yon izolan yo te sibi an konparezon ak fòs yo ak feblès nan materyèl seramik li yo se yon premye etap enpòtan. Evalyasyon mekanik izolan yo enkli: a. Cantilever / moman koube; b. Torsion; c. Tansyon; ak d. Konpresyon. Chaj Cantilever detèmine dyamèt nwayo e konsa pwa.
kote: D - dyamèt nwayo; F - fòs obligatwa (min. chaj rupture); l - longè; fòs espesifik nan porselèn. Materyèl seramik yo gen evalyasyon konpresyon segondè ak evalyasyon tansyon ki ba. Moman koube yo pwovoke konpresyon ak tansyon estrès ak estrès tansyon anplifye pa aksyon an levye nan wotè izolasyon (tankou nan Figi . 1).
Fig. 1.
Moman koube yo ogmante ak pi gwo fòs ak/oswa pi wo izolan (tankou Fig . 2). Nan ka mouvman dinamik, fòs baze sou: 1. mas izolan ak mas monte pi wo a izolatè a; ak 2. akselerasyon akòz evènman sismik la.
Fig. 2.
Eseye fè chanjman konsepsyon pou asire frekans natirèl yon moso ekipman rete deyò frekans yon evènman sismik souvan pa posib. Piske pwa se yon faktè kle lè w ap kalkile fòs/enèji ki antre nan ekipman an pandan yon evènman sismik, defi a se optimize konsepsyon ak maksimize rapò fòs ak pwa.
Rediksyon pwa
Gen fason yo diminye pwa yon izolan porselèn nan fòs bay yo. Premye a tout, izolan yo ta dwe depreferans fèt espesyalman pou bezwen an. Anplis, maksimize longè seksyon yo ede diminye pwa sou izolasyon milti-pile. Manifakti yo tou gen chwa materyèl ki ofri pi gwo fòs ak kenbe estanda asirans kalite sere ka plis amelyore fòs jeneral.
Optimize konsepsyon
Konsepsyon yon izolan bezwen kont pou aplikasyon li nan kondisyon sismik. Souvan, izolan yo itilize nan poste yo baze sou desen estanda ki gen entansyon fè nan yon seri aplikasyon. Yon egzanp se yon izolan ak nwayo inifòm silendrik ki ka aplike dwat men li se konsiderableman pi lou lè underhung. Pandan ke izolan konik yo de pli zan pli itilize nan aplikasyon HV, detèmine koni optimal enpòtan. Lè yo konsidere nenpòt pyès ekipman pou aplikasyon nan kondisyon sismik, yo dwe evalye tout estrikti a rasanble ak monte lè l sèvi avèk lojisyèl ki aplikab. Analiz Eleman fini (FEA), pou egzanp, pral idantifye zòn estrès segondè nan nenpòt konfigirasyon bay yo. Zòn estrès ki ba yo pral idantifye tou. Konsiltan ekipman/konsiltan an ta dwe travay kole kole ak manifakti izolan pou asire ke tout zòn yo gen egal sekirite. An reyalite, li ka pran plizyè iterasyon pou idantifye konplètman tout ogmantasyon ak diminisyon pi gwo nan fòs nan kote yo bay sou izolasyon an. Chak fwa zòn estrès ki pi ba yo idantifye ak remèd, pwa nan rejyon sa a ka redwi ak rediksyon pwa nan seksyon tèt yo ka diminye fòs ki nesesè nan seksyon ki pi ba yo. Pwosesis sa a rezilta nan mwens mas, mwens mouvman ki te koze pa mas la ak mwens estrès jeneral. Pri tès tab la se trè koute chè pou gwo ekipman poste. Yon evalyasyon apwofondi pa yon espesyalis sismik konpetan ka kontwole depans sa yo lè li evite nesesite pou fè tès la ankò. Kote yon izolan nan nenpòt pyès ekipman se fondamantalman enpòtan tou. Nan anpil ka, izolan sipòte moso lou nan ekipman yo. Si ekipman yo fè plis kontra enfòmèl ant an tèm de mas tou pre tèt la, anpil ti estrès koube
Fig. 3.
Si ekipman gen yon sant gravite wo ak mas la pozisyone byen anlè izolasyon an, fitting anwo a pral sijè a pi gwo estrès koube ak yon konsepsyon pi solid pou pòsyon anlè sa a pral nesesè. Kòm ilistre nan Fig. 4, pou egzanp, tèt izolan la sibi 50% chaj maksimòm koube a.
Fig. 4.
Mass nan tèt izolan la gen pi gwo efè koube. Pou egzanp, nan ka a nan yon switch lè kraze nan pozisyon an louvri ak ma konplètman pwolonje gen gwo moman koube nan tèt izolasyon an (al gade Fig . 5).
Fig. 5: switch 500 kV, ma ouvè.
Yon switch tipik 500 kV lè kraze monte 4.6 m moute sou yon estrikti ak nan pozisyon an louvri switch la ka 9.75, sa vle di yon distans total de 14.35 m soti nan nivo tè a nan tèt ma. Optimize fòs ki nesesè nan tèt yon izolan ka pwouve yon zòn rediksyon materyèl kritik depi rediksyon pwa se kote mas la pi lwen nan moman koube a.
ShedWeight
Pwofil koule se yon mwayen pou ogmante distans creepage, men koule kontribye pwa nan yon izolasyon. Nan tan lontan an, koule yo te tipikman jiska 19 mm nan nwayo a diminye jiska 12 mm nan pwent an. Avèk syans materyèl amelyore, gwosè koule ka redwi, sa ki lakòz yon rediksyon 20% nan pwa koule.
Seksyon redwi
Izolan yo konpoze de seksyon sèl oswa plizyè boulon ansanm. Izolan yo se tipikman yon sèl pyès konstriksyon jiska 750 kV BIL. Izolan vòltaj segondè yo ka fè leve nan anpil seksyon depann sou nivo vòltaj la. Konsantrasyon estrès yo jwenn nan jwenti yo kote ekipman fè jete yo simante sou porselèn la. Dyamèt porselèn nan fitting an ogmante akòz nivo estrès konsantre yo. Diminye kantite seksyon yo pral diminye kote ki gen gwo estrès ansanm ak pwa ekipman adisyonèl yo (gade Fig. 6).
Fig. 6.
Materyèl
Izolan porselèn yo se seramik teknik ki gen yon melanj de kaolin, alumina, fèlspa ak silica (kwatz). IEC 60672-3 refere a twa kalite prensipal: C-110, C-120 ak C-130. C-110 se ke yo rekonèt kòm porselèn kwatz pandan y ap C-120 ak C-130 yo se porselèn alumina. C-120 gen 20% -30% alumina tandiske C-130 nòmalman gen kontni alumina ki pi gran pase 30%. Ogmantasyon nan fòs tradwi nan fòs ki pi wo a rapò pwa. Valè fòs yo montre nan tablo 1 yo se minimòm epi yo ka depase anpil. Izolan ki fabrike ak ajil C-130 ak pi wo pase nivo minimòm yo ka ofri jiska 40% rediksyon nan pwa.
Tablo 1: IEC 60672-3 1984
Pwosesis Pwodiksyon
Faktori materyèl ajil gen yon pakèt natirèlman lajè nan fòs materyèl ki kapab lakòz. Varyasyon sa yo ka rive nan yon pakèt oswa ant pakèt. Reyalize fòs kò konsistan difisil, sitou si pwosesis yo pa byen kontwole. Vreman vre, li te demontre ke fòs nan materyèl seramik ka gen plis pase 35% devyasyon estanda. Plis devyasyon an pi gwo, se pi lou konsepsyon izolan ki nesesè pou asire satisfè chaj mekanik espesifik (SML). Diminye devyasyon estanda dirèkteman diminye pwa nan nenpòt paramèt konsepsyon manifakti yo bay yo. Pou egzanp, konsepsyon izolan ak SML nan 10 kN ak std. dev. nan 3.5 kN vle di ke konsepsyon an dwe konsa ke mwayèn nan se 17 kN. Nan lòt men an, si std. dev. se sèlman 1 kN, konsepsyon ka baze sou yon mwayèn de 12 kN. Sa ka lakòz apeprè 40% rediksyon nan pwa izolasyon (gade Figi 7 ak 8).
Fig. 7: Gwo devyasyon estanda.
Fig. 8: Ti devyasyon estanda.
Pou pi byen konprann kòz posib varyasyon nan fòs kò a, li nesesè konnen plis sou fason izolan porselèn yo pwodui. Anpil nan yo fabrike pa metòd mouye oswa plastik, ki fè resèt ajil yo mezire ak melanje ak dlo yo kreye materyèl la baz, ki rele glise. Yon moulen boul moulen glise pou asire gwosè patikil apwopriye epi li gen apeprè 50% dlo. Lè sa a, glise filtre yo retire kontaminan natirèl yo jwenn nan ajil, si wi ou non òganik oswa fè. Se glise a Lè sa a, bourade nan gato filtre nan apeprè 22% imidite ak sa yo yo koupe ak ekstrè nan blòk. Finalman, vid silendrik oswa pug yo ekstrè. Pandan yon peryòd 5 a 6 semèn, vid la vire epi seche nan mwens pase 1% kontni imidite. Pou kenbe fòs kò ki konsistan, tout etap sa yo ki mennen nan pwodwi a fini dwe jere tou toujou. Gwosè patikil, konpozisyon chimik, kontni dlo nan gato filtre, dite nan espas vid ak teknik siye yo pral tout detèmine previzibilite nan fòs kò a. Etap yo siye miltip nan ajil mouye a - soti nan peze gato filtre yo sèvi ak sechwa ki prepare izolan vire pou tire - se etap pwodiksyon kle pou izolan porselèn, ak petèt pi kritik nan siye yo te pran fòm nan mouye vire soti nan 18% kontni imidite a mwens pase 1%. Sa a se paske koule yo mens ak nwayo epè bezwen sèk nan menm vitès la, menm si koule relativman mens gen plis chans pou yo bay dlo. Jiska 6 semèn ka mande pou dousman seche yon izolan ak anpil manifaktirè yo gen kontwòl apwopriye an plas asire sa a. Anplwaye toujou kalifye ak atansyon konstan sou detay yo nesesè.
Vire (foto adwat) ak siye izolan porselèn fèt pa pwosesis plastik/mouye.
Yon metòd manifakti altènatif pou izolan porselèn yo te devlope epi elimine anpil etap nan pwosesis siye yo diskite pi wo a. Yon benefis enpòtan yo ofri se yon pwosesis ki pi konsistan ki ede diminye risk pou varyasyon posib nan fòs materyèl. Metòd sa a, ki rele izostatik, kòmanse ak siye glise a nan yon poud amann, ki se Lè sa a, bourade anba gwo fòs nan yon silenn sèk. Avantaj nannan an se ke yo te kapab pwodwi sèk vid silendrik nan yon tan relativman kout. An reyalite, izolasyon ki pwodui lè l sèvi avèk metòd izostatik la gen yon tan pwodiksyon mwens pase de semèn kont 6 oswa plis semèn ki nesesè pou pwodiksyon mouye / plastik. Anplis, vire fè sèk. Sa a elimine kontraksyon soti nan pwofil mouye tounen sèk / pare pou eta tire ak rezilta nan tolerans pi sere. Sèk bourade vid pa gen okenn oryantasyon grenn patikilye, jan yo jwenn nan vid mouye ekstrè. Depi yon kò mouye ekstrè nan gòj extruder la, koule ajil ka pi dousman sou mi yo akòz friksyon ant ajil ak miray extruder. Entèn nan vid la, taye ap fèt sa ki lakòz estrès entèn, ki ka mennen nan echèk nan au a ak diminye fòs mekanik. Tou depan de kote nan vid la izolatè a soti, zòn taye sa yo ka fini tou pre sifas la. Yon karakteristik remakab se camber ki fòme kòm yon izolan porselèn ap cheche.
Konklizyon
Amelyore pèfòmans izolan porselèn nan kondisyon sèvis sismik posib sitou atravè metòd rediksyon pwa. Optimize konsepsyon ki baze sou aplikasyon espesifik aktyèl lè l sèvi avèk materyèl ki gen gwo fòs ak kenbe yon pwosesis manifakti ki konsistan pral asire pi bon pèfòmans posib.