SK9824Y1 - Tyčový izolátorový záves 400 kV - Google Patents

Abstract

Tyčový izolátorový záves 400 kV pozostáva z troch reťazcov tyčových izolátorov (1) radených za sebou, kde medzi reťazcami sú vložené dve stredové ochranné armatúry (2) pre menovitý krátkodobý prúd IthN = 16 kA, pričom koniec horného reťazca tyčových izolátorov (1) je vybavený hornou ochrannou armatúrou (3) pre menovitý krátkodobý prúd IthN = 40 kA a koniec dolného reťazca tyčových izolátorov (1) je vybavený dolnou ochrannou armatúrou (4) pre menovitý krátkodobý prúd IthN = 40 kA. Materiálom tyčových izolátorov (1) je alkalicko-hlinitokremičitanová keramika. Každý tyčový izolátor (1) pozostáva zo sústavy 21 strieškových prstencov (5) usporiadaných v odstupe na valcovom telese (6), pričom odstup medzi strieškovými prstencami (5) k priemeru valcového telesa tyčového izolátora (1) je v pomere 0,610 až 0,620. Koncová časť (7) strieškových prstencov (5) má previs so zaoblením.

Description

Oblasť techniky

Technické riešenie sa týka konštrukcie tyčového izolátorového závesu 400 kV v konfiguráciách nosného závesu, pomocného nosného závesu, nosného V závesu, kotviaceho závesu, polokotviaceho závesu, zákrutového závesu, v prevedení podľa počtu reťazcov jednoduchého, dvojitého, trojitého alebo štvoritého izolátorového závesu. Technické riešenie spadá do oblasti energetiky.

Doterajší stav techniky

V stave techniky je známe, že základom energetickej prenosovej sústavy sú vedenia 400 kV, ktoré slúžia hlavne na rozvod výkonu z elektrární do rozvodní a transformátorových staníc, odkiaľ je dodávaný do distribučnej sústavy. Základnou zložkou prenosovej sústavy sú stožiare. Tieto sú rozdeľované podľa konštrukcie. Napríklad kompaktné stožiare sú tvorené jedným driekom, kde na konzolách sú umiestnené izolátory. Izolátor je časť nadzemného vedenia, ktorý sa používa na oddelenie vodičov a kovovej uzemnenej konštrukcie stožiarov. Veľkosť a tvar izolátorov závisí od veľkosti rozdielov potenciálov na oboch koncoch izolátora. Ďalšou vlastnosťou izolátora je schopnosť prenosu mechanických síl medzi okolitými konštrukčnými časťami. V prípade vedení VVN je výhodné zoskupovať izolátory do reťazcov na účely lepších mechanických vlastností. Podľa jedného rozdelenia sa izolátory rozdeľujú do tried na základe dĺžky prieraznej dráhy izolačného materiálu. Trieda A sa vzťahuje na tyčové izolátory, ktorých najkratšia dĺžka prieraznej dráhy izolačným materiálom je väčšia ako polovica najkratšej vzdušnej vzdialenosti. Podľa použitých materiálov sú izolátory keramické, sklenené a kompozitné. Keramické izolátory sa vyrábajú na báze alkalických hlinitokremičitanov s použitím kaolínu, živice a kremenca alebo sa vyrábajú na báze horečnatých kremičitanov. Všetky materiály v skupine alkalických hlinitokremičitanov majú obdobné elektrické vlastnosti a líšia sa najmä svojou mechanickou pevnosťou. Materiál C-130 sa taktiež používa na výrobu malých súčastí izolátorov, pri ktorých sa vyžaduje vysoká pevnosť. Tyčové izolátory sa vyrábajú v strieškovom alebo špirálovom uskutočnení a taktiež sa spájajú do reťazcov. Tyčové izolátory sú zas základom pre konštrukcie izolátorových závesov, ktoré môžu byť nosné a kotviace, alebo počtu reťazcov jednoduché alebo viacnásobné. V praxi sa používajú najmä dvojité a trojité izolátorové závesy. K izolátorovým závesom sú pridružené aj ochranné armatúry, ktoré sú určené na vyrovnávanie elektrického potenciálu pozdĺž izolátorového závesu, na vytvorenie preskokovej vzdialenosti a taktiež na ochranu izolátorov a vodičov pred vplyvom oblúka vznikajúceho pri prerazení ochrannej vzdialenosti.

Na izolátorové závesy sú kladené štandardné elektrické požiadavky, požiadavky na rádiové rušenie a zhasínacie napätie koróny, požiadavky na chovanie pri znečistení, požiadavky na oblúkový skrat, požiadavky na akustický hluk, mechanické požiadavky a ďalšie požiadavky.

Izolátorové závesy v stave techniky síce splňujú požiadavky kladené normou, ale stále existuje rezerva v ich konštrukciách aj rezerva v dosahovaní parametrov na ne kladených požiadaviek.

Z uvedených dôvodov existuje možnosť v odlišnom konštrukčnom riešení izolátorových závesov s dosiahnutím lepších parametrov, čo vyústilo do návrhu konštrukcie tyčového izolátorového závesu 400 kV podľa technického riešenia.

Podstata technického riešenia

V snahe dosiahnutia vyššie parametre závesu bolo navrhnuté technické riešenie, ktorého podstata spočíva v tom, že pozostáva z troch reťazcov tyčových izolátorov radených za sebou, kde medzi reťazcami sú vložené dve stredové ochranné armatúry typového označenia 102408 pre menovitý krátkodobý prúd IthN = 16 kA. Stredová ochranná armatúra pozostáva z dvoch spriahnutých opaľovacích kruhov s vyhnutými opaľovacími rohmi, ktoré majú hladké zaoblené ukončenie. Koniec horného reťazca tyčových izolátorov je vybavený hornou ochrannou armatúrou typového označenia 102113 pre menovitý krátkodobý prúd I_thN = 40 kA. Horná ochranná armatúra pozostáva z opaľovacieho kruhu s vyhnutým opaľovacím rohom, ktorý má hladké zaoblené ukončenie. Koniec dolného reťazca tyčových izolátorov je vybavený dolnou ochrannou armatúrou typového označenia 102112 pre menovitý krátkodobý prúd IthN = 40 kA. Dolná ochranná armatúra je miskového tvaru s vyhnutým opaľovacím rohom, ktorý má guľové ukončenie. Materiálom tyčových izolátorov je alkalicko-hlinitokremičitanová keramika. Každý tyčový izolátor pozostáva zo sústavy 21 strieškových prstencov usporiadaných v odstupe na valcovom telese, pričom odstup medzi strieškovými prstencami k priemeru valcového telesa tyčového izolátora je v pomere 0,610 až 0,620. Koncová časť strieškových prstencov má previs so zaoblením. Existujú variácie: za sebou radené tri reťazce tyčových izolátorov, ktoré sú navyše paralelne radené do dvojitého závesu; za sebou radené tri reťazce tyčových izolátorov, ktoré sú navyše paralelne radené do trojitého závesu; a napokon za sebou radené tri reťazce tyčových izolátorov, ktoré sú navyše paralelne radené do štvoritého závesu.

Výhody tyčového izolátorového závesu 400 kV podľa technického riešenia sú zjavné z jeho účinkov, ktorými sa prejavuje navonok. Účinky spočívajú v tom, že sú v prenosovej sústave výhodné najmä vďaka vysokej mechanickej a elektrickej spoľahlivosti, ale taktiež aj vďaka veľmi nízkym nákladom na údržbu vzhľadom na ich mechanickú odolnosť. V porovnaní s tanierovými izolátormi ponúkajú keramické tyčové izolátory nižšiu hmotnosť izolátorového reťazca.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Tyčový izolátorový záves 400 kV podľa technického riešenia bude ďalej zobrazený na výkresoch, kde na obr. 1 je znázornený dvojitý tyčový izolátorový nosný záves 400 kV. Na obr. 2 je znázornený pomocný tyčový izolátorový nosný záves 400 kV. Na obr. 3 je znázornený polokotviaci tyčový izolátorový záves 400 kV. Na obr. 4 je znázornený tyčový izolátor. Na obr. 5 je znázornený detail tyčového izolátora. Na obr. 6 je znázornená horná ochranná armatúra. Na obr. 7 je znázornená dolná ochranná armatúra. Na obr. 8 je znázornená stredová ochranná armatúra. Na obr. 9 je znázornená RI charakteristika pre dvojitý nosný záves 400 kV.

Príklady uskutočnenia

Jednotlivé uskutočnenia technického riešenia sú predstavované na ilustráciu a nie ako obmedzenia riešení. Odborníci znalí stavu techniky nájdu alebo budú schopní zistiť s použitím nie viac ako rutinného experimentovania mnoho ekvivalentov k špecifickým uskutočneniam technického riešenia. Aj takéto ekvivalenty budú spadať do rozsahu nárokov na ochranu.

Príklad 1

V tomto príklade konkrétneho uskutočnenia je opísaná konštrukcia dvojitého tyčového izolátorového nosného závesu 400 kV podľa technického riešenia, ako je to názorne zobrazené na obr. 1. Pozostáva z dvoch paralelne radených tyčových izolátorových nosných závesov 400 kV, kde každý samostatný tyčový izolátorový nosný záves 400 kV pozostáva z troch reťazcov tyčových izolátorov 1 radených za sebou, kde medzi reťazcami sú vložené dve stredové ochranné armatúry 2 typového označenia 102408 pre menovitý krátkodobý prúd I_thN = 16 kA. Stredová ochranná armatúra 2 pozostáva z dvoch spriahnutých opaľovacích kruhov s vyhnutými opaľovacími rohmi, ktoré majú hladké zaoblené ukončenie. Tvar stredových ochranných armatúr 2 je znázornený na obr. 7. Koniec horného reťazca tyčových izolátorov 1 je vybavený hornou ochrannou armatúrou 3 pre menovitý krátkodobý prúd IthN = 40 kA typového označenia 102113. Horná ochranná armatúra 3 pozostáva z opaľovacieho kruhu s vyhnutým opaľovacím rohom, ktorý má hladké zaoblené ukončenie, čo je znázornené na obr. 6. Koniec dolného reťazca tyčových izolátorov 1 je vybavený dolnou ochrannou armatúrou 4 pre menovitý krátkodobý prúd IthN = 40 kA. Dolná ochranná armatúra 4 je miskového tvaru s vyhnutým opaľovacím rohom, ktorý má guľové ukončenie. Tvar dolnej ochrannej armatúry 4 je znázornený ma obr. 8. Materiálom tyčových izolátorov 1 je alkalicko-hlinitokremičitanová keramika. Každý tyčový izolátor 1 pozostáva zo sústavy 21 strieškových prstencov 5 usporiadaných v odstupe na valcovom telese 6 tyčového izolátora 1. Odstup medzi strieškovými prstencami 5 k priemeru valcového telesa tyčového izolátora 1 je v pomere 0,613, ako je to znázornené na obr. 4 a 5. Koncová časť 7 strieškových prstencov 5 má previs so zaoblením.

Výsledky meraní na obr. 9 preukazujú RI charakteristiku pre dvojitý izolátorový nosný záves 400 kV.

Rádiové rušenie (RIV) zmerané na napäťovej hladine 242 kV neprevyšuje najvyššiu prípustnú hodnotu 73 dB/Ιμν.

Zmerané zhášacie napätia koróny sú vyššie než špecifikovaná hodnota zhasnutia koróny 242 kV.

Zmerané 10 % atmosférické impulzné preskokové napätia za sucha (Uioli) oboch polarít sú vyššie než špecifikované výdržné napätie pri atmosférickom impulze za sucha 1 425 kV.

Na skúšobný objekt bolo priložené spínacie impulzné napätie za dažďa oboch polarít (Usi). Aplikované napätie bolo rovnaké alebo vyššie než špecifikovaná hodnota 1 050 kV. Na každej polarite nedošlo k viac než dvom prípustným preskokom.

Rozšírená neistota merania je súčinom štandardnej neistoty merania a koeficienta rozšírenia k = 2, čo pre normálne (Gaussovo) rozdelenie zodpovedá pravdepodobnosti pokrytia asi 95 %.

Príklad 2

V tomto príklade konkrétneho uskutočnenia je opísaná analogická konštrukcia pomocného tyčového 5 izolátorového nosného závesu 400 kV podľa technického riešenia, ako je to názorne zobrazené na obr. 2. Obsahuje len jeden samostatný tyčový izolátorový nosný záves 400 kV s konštrukciou opísanou v príklade 1. Boli namerané elektrické parametre ako v príklade 1.

Príklad 3

V tomto príklade konkrétneho uskutočnenia je opísaná analogická konštrukcia polokotviaceho tyčového izolátorového nosného závesu 400 kV podľa technického riešenia, ako je to v rozloženom stave názorne zobrazené na obr. 3. Obsahuje dva samostatné tyčové izolátorové nosné závesy 400 kV usporiadané do rovnostranného trojuholníka s konštrukciou opísanou v príklade 1.

Priemyselná využiteľnosť

Tyčový izolátorový záves 400 kV podľa technického riešenia je využiteľný v prenosovej energetickej sústave.

Zoznam vzťahových značiek

- tyčový izolátor

- stredová ochranná armatúra

- horná ochranná armatúra

- dolná ochranná armatúra

- strieškové prstence

- valcové teleso

- koncová časť strieškového prstenca

Claims (8)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Tyčový izolátorový záves 400 kV, vyznačujúci sa tým, že pozostáva z troch reťazcov tyčových izolátorov (1) radených za sebou, kde medzi reťazcami sú vložené dve stredové ochranné armatúry (2) pre menovitý krátkodobý prúd IthN = 16 kA, pričom koniec horného reťazca tyčových izolátorov (1) je vybavený hornou ochrannou armatúrou (3) pre menovitý krátkodobý prúd I_thN = 40 kA a koniec dolného reťazca tyčových izolátorov (1) je vybavený dolnou ochrannou armatúrou (4) pre menovitý krátkodobý prúd IthN = 40 kA, kde materiálom tyčových izolátorov (1) je alkalicko-hlinitokremičitanová keramika; každý tyčový izolátor (1) pozostáva zo sústavy 21 strieškových prstencov (5) usporiadaných v odstupe na valcovom telese (6) tyčového izolátora (1), pričom odstup medzi strieškovými prstencami (5) k priemeru valcového telesa tyčového izolátora (1) je v pomere 0,610 až 0,620.
2. 2. Tyčový izolátorový záves 400 kV podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že koncová časť (7) strieškových prstencov (5) má previs so zaoblením.
3. 3. Tyčový izolátorový záves 400 kV podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že horná ochranná armatúra (3) pozostáva z opaľovacieho kruhu s vyhnutým opaľovacím rohom, ktorý má hladké zaoblené ukončenie.
4. 4. Tyčový izolátorový záves 400 kV podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že stredová ochranná armatúra (2) pozostáva z dvoch spriahnutých opaľovacích kruhov s vyhnutými opaľovacími rohmi, ktoré majú hladké zaoblené ukončenie.
5. 5. Tyčový izolátorový záves 400 kV podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že dolná ochranná armatúra (4) je miskového tvaru s vyhnutým opaľovacím rohom, ktorý má guľové ukončenie.
6. 6. Tyčový izolátorový záves 400 kV podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že za sebou radené tri reťazce tyčových izolátorov (1) sú paralelne radené do dvojitého závesu.
7. 7. Tyčový izolátorový záves 400 kV podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že za sebou radené tri reťazce tyčových izolátorov (1) sú paralelne radené do trojitého závesu.
8. 8. Tyčový izolátorový záves 400 kV podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že za sebou radené tri reťazce tyčových izolátorov (1) sú paralelne radené do štvoritého závesu.