מהו מבודד עמודים? מה תפקידם של מבודדים?

מבודד עמודים

מבודד פוסט הוא סוג של חומר בקרת בידוד מיוחד, שיכול למלא תפקיד חשוב בקווי תמסורת עיליים. בשנים הראשונות, מבודדי עמודים שימשו בעיקר לעמודי חשמל, ובהמשך הם התפתחו בהדרגה למגדלי חיבור קווי מתח גבוה. מבודדי מתלים רבים תלויים בקצה אחד כדי להגדיל את מרחק הזחילה. לרוב הם עשויים מסיליקון או קרמיקה ונקראים מבודדים. מבודדים ממלאים שני תפקידים בסיסיים בקווי תמסורת עיליים, כלומר, תומכים מוליכים ומניעת חזרת זרם לקרקע. שני התפקידים הללו דורשים ביטחון. מבודדים לא אמורים להיכשל עקב התמוטטות הבזק הנגרמת משינויים בתנאי העומס הסביבתי והחשמלי, אחרת הם יאבדו את תפקודם ויפגעו בחיי השירות של הקו כולו.

2. תפקידו של המבודד

מספר מבודדים בצורת דיסק תלויים מקצה אחד של מגדל חיבור קו מתח גבוה כדי להגדיל את מרחק הזחילה. לרוב הם עשויים מזכוכית, קרמיקה או גומי ונקראים מבודדים. על מנת למנוע הידבקות של אבק צף ולכלוך אחר למשטח המבודד, השביל הנוצר מתפרק בהבזק משני קצוות המבודד, כלומר מרחק זחילה. לכן, מרחק פני השטח, כלומר מרחק זחילה, גדל. המרחק לאורך משטח הבידוד, כלומר מרחק זחילה, נקרא מרחק זחילה. מרחק טיפוס=מרחק משטח/מערכת הגבלת מתח גבוה. לפי דרגת הזיהום, מרחק הזחילה של אזורים מזוהמים מאוד הוא בדרך כלל 31 מ"מ/KV. המבודד חלק, מה שיכול להפחית את התגובה הקיבולית בין החוטים, כדי להפחית את אובדן הזרם.

3, בעיות קיימות

עם בניית קו UHV AC/DC והשיפור המתמיד בדרישת החוזק המכני בארצנו, הבעיה של מבודד עמודי חרסינה טהור הופכת יותר ויותר בולטת, במיוחד בתחנת ממיר UHV DC, המתבטאת בעיקר ב:

1. בעיות בידוד חיצוני. עם הידרדרות סביבת ההפעלה, יכולת ההבזק נגד זיהום של מבודדי עמודי חרסינה אינה מספקת. עבור UHV DC, מבודדי עמודים מפורצלן טהורים דורשים מרחק זחילה ומבנה גדולים, אך קשה להשיג כיפוף חזק וחוזק סיסמי למבודדי עמוד גבוהים.

2. רעידת האדמה. קשה לפתור את הבעיה האסיסמית של ציוד המתח הגבוה עם המבודד של עמוד חרסינה חשמלי, המכונה ציוד מתח גבוה מסוג חרסינה חשמלית. עבור מערכות UHVDC, הגובה הכולל של מבודדי עמודים המשמשים בכורים בעלי גל שטוח נדרש להיות 12 מטר, ומשקל התמיכה אמור להגיע לתקן של 40 טון. ברור שמבודדי עמודי חרסינה מתקשים לעמוד בדרישות האנטי-סיסמיות.

3. בעיות איכות בייצור. קשה לייצר מבודדי עמודי חרסינה בגלל הטכנולוגיה המורכבת שלהם, תנאי הציוד, בעיות איכות חומרי הגלם וסיבות אחרות. על בסיס מספר רב של חקירות, צוות חקירת התאונות של עמוד פורצלן במתח גבוה INSULATOR של מחלקת תפעול העברת הכוח ערך נתונים סטטיסטיים על תאונות מבודד פורצלן עמודים לפי הסיבות הטכניות, והסיק את המסקנה ששבירת העמוד מבודד פורצלן נגרם מאיכות המוצר.

כיצד ניתן להגדיר מבודדי עמודים של תחנות משנה?

על מנת להשיג מבחר טוב של מבודדי עמודים עבור יישומי תחנות משנה שונות, כגון מפרקי AIS, יש לקחת בחשבון פרמטרים טכניים שונים. בפירוט, הגורמים החשובים שיש לקחת בחשבון בעת אופטימיזציה של גודל המבודד הם מכניים, חשמליים, סביבתיים, פונקציונליים וכלכליים.

בהתאם ליישום, ניתן להשתמש בסוגים רבים ושונים של מבודדי עמודים בתחנות משנה ובתחנות משנה, כגון תומכי אוטובוס, תומכי כור גל שטוח, מיתוג וכו'. ניתן לחלק את מבודדי העמוד לשלוש קטגוריות עיקריות:

1. דרישות פונקציונליות וחשמל

תפקידו העיקרי של המנתק הוא להבטיח בטיחות: במצב מנותק הוא צריך לספק פער ניתוק גלוי ואמין, בעוד במצב סגור הוא צריך לעמוד בזרימת זרמי תקלה רגילים ללא הפרעות או תנאים לא בטיחותיים חריגים. . למעשה, מנתקים צריכים להימנע מפריקה דרך מרווחי אוויר פתוחים והקרקע.

2. דרישות מכניות

מנקודת מבט מכנית, בנוסף לעומס העבודה שלו, המנתק צריך לשאת גם עומס חיצוני. לדוגמה, אחד התנאים הקריטיים יותר עבור ציוד UHV הוא הסיכון לרעידות אדמה, ולכן נדרש תכנון מדויק ביותר אם יש לעמוד בכל הדרישות הסייסמיות. עומסים נוספים שיש לקחת בחשבון הם קצרים, רוחות במהירות גבוהה ועומסי קצה.

3. דרישות סביבתיות

המנתק חשוף באופן מלא לסביבה וצריך לעמוד בפני גורמים סביבתיים, כמו קרח עז או גשם כבד, שיגבירו את הסיכון לפריקה. חשוב שזיהום יהווה גורם מרכזי בקביעת הגודל, מכיוון שכשל בידוד עלול להוביל לפריקה מהקרקע.

לכל הדרישות הללו יש קשר רב עם הביצועים של מבודד העמוד, מה שהופך את המבודד האחורי לאחד המרכיבים החשובים במנתקים וביישומים רבים אחרים של תחנות משנה. בהתחשב בדרישות אחרות הקשורות לעקירה בעומס במהלך השימוש, למנתקים יש למעשה בעיה קריטית נוספת שסוגים אחרים של מכשירים אינם מתמודדים איתה, כלומר התנועה של רכיבים מכניים הנדרשים לפתיחה וסגירה של המכשיר. לכן, על מנת לגרום לציוד מסוג זה לעבוד כרגיל, יש צורך בקשיחות מסויימת שנקבעה.

בנוסף למגבלות הנ"ל, יש צורך במתן פתרון קומפקטי וחסכוני לרוב תחנות המשנה הפתוחות של היום. הפיתוח של מבודדי עמודים יכול לתרום רבות למטרה זו על ידי הגבלת מרחקי הקשת הדרושים לאוטובוסים, מנתקים וציוד מפעל אחר. ניתן להשיג זאת על ידי אופטימיזציה של העיצוב של מבודדי עמודים, למשל, על ידי בחירת חומרים מתאימים יותר, שיפור החוזק והקשיחות המכאניים, הפחתת מספר האוגנים המוערמים/ביניים ואופטימיזציה של פרופילי פיגום ומקדמי זחילה.

מה הם המאפיינים של מבודדי עמוד?

בעבר, באזורים הכפריים השתמשו בעמודי חשמל לתמיכה בחוטי חשמל, ובעמודי חשמל השתמשו בעיקר במבודדים, שהתפתחו בהדרגה. מספר מבודדים בצורת דיסק תלויים מקצה אחד של מגדל החיבור של קווי המתח הגבוה כדי להגדיל את מרחק הדליפה.

1. כיום, המבודדים הנפוצים בשימוש הם: מבודדים קרמיים, מבודדי FRP, מבודדים מרוכבים ומבודדים מוליכים למחצה.

שנית, המבודדים המשמשים בקווים עיליים כוללים בדרך כלל מבודדי פינים, מבודדי פרפרים, מבודדי מתלה, זרועות צולבות מחרסינה, מבודדי מוטות ומבודדים עמידים בפני מתח.

שלוש, על פי המטרה ניתן לחלק מבודד קו ותחנת כוח ובידוד חשמלי. ביניהם, המבודדים הפגיעים לשימוש בקו הם סוג מחט, סוג פרפר וסוג דיסק, המבודדים הלא פגיעים הם סוג מוט אופקי וסוג מתלה מסוג מוט, המבודדים הפגיעים לשימוש בתחנות כוח ובמכשירים חשמליים הם מבודדי עמוד מסוג פינים, מבודדי עמוד חלולים ותותב, והמבודדים הלא פגיעים הם מבודדי עמוד מסוג מוט ותותב חרסינה מיכל.

ארבע, על פי המבנה ניתן לחלק למבודד עמודים (עמודים), מבודד מתלים, מבודד נגד ציפורניים ומבודד מעטפת.

מבודדים מחולקים בדרך כלל לסוגים ניתנים להרס ולא ניתנים להרס.

Cלעומת מבודד זכוכית, למבודד עמודים יש את היתרון של אגרטל פורצלן עמוד בעיקר בכך ששניהם היו בשימוש במשך יותר מכמה שנים.

בשל החוזק המכני הגבוה הנגרם מהחומר של אגרטל החרסינה העמוד, לא קל להיסדק גם אם משטח המעטפת החיצוני נתון לכוחות חיצוניים. החוזק החשמלי של קרמיקה יציב מאוד ויכול לשמור על מצב מסוים בשימוש. ומכיוון שקצב ההזדקנות של קרמיקה איטי יותר מזכוכית, מבודדי זכוכית הופכים לעתים קרובות לקרמיקה עקב הנזק שלהם, ובקבוקי חרסינה עמודים יכולים לפעול ברציפות במשך זמן רב.

כאשר פורצלן האביזר ניזוק, מכסה הצילינדר ושברי הקרמיקה ייתקעו, אך החלק הנותר הלא פגום של פורצלן הפרופס יכול לשמור על מחרוזת הבידוד הפנימית בשל החוזק המכני הגבוה שלו. זהו חוליה שרבים מהנדסי מעגלים צריכים לבחון כאשר בוחנים מוצרים כאלה, וזהו גם שיעור ההרס העצמי של מוצרי בידוד רשתות גדולים.