100 anni di successi tecnici delle boccole ad alta tensione

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La definizione contenuta nello standard IEC è quella che si può verificare sul sito web IEC: le boccole servono a isolare i conduttori che trasportano corrente ad alta tensione attraverso un involucro messo a terra. Realizzare questo obiettivo in modo sicuro è una sfida, soprattutto alle tensioni più elevate, poiché le dimensioni della boccola sono ridotte rispetto alle dimensioni dell'apparecchiatura che deve collegare. Questo articolo presenta la storia centenaria delle boccole sotto 5 aspetti.

1, Introduzione

2, Rassegna storica

3, Le sfide tecniche in breve

4, Prevenzione dei guasti e valutazione delle condizioni

5, Conclusioni

Aspetto 1:

La boccola è un dispositivo che consente a uno o più conduttori di passare attraverso una parete divisoria, come una parete o un serbatoio, e isola i conduttori da essa. Il conduttore può essere parte integrante della boccola o essere inserito nel tubo centrale della boccola.

Requisiti complessi: Diversi tipi di sollecitazioni. Ambienti diversi

Conseguenze dei malfunzionamenti: A causa dell'elevato livello di stress elettrico, i guasti tendono a provocare eventi improvvisi e violenti. Questo vale in particolare per i flashover interni di fase.

I componenti principali della boccola sono i seguenti:

Un isolamento interno a gradazione di capacità per distribuire il campo elettrico. #HeweiPower utilizza un nucleo di capacità RIF, APG o un nucleo di boccole in film ricoperto di lipa.

Un isolamento esterno per ridurre al minimo le correnti di dispersione e prevenire il flashover esterno. Utilizziamo soprattutto capannine in gomma siliconica composita e capannine in porcellana.

Un sistema di conduttori per il trasporto della corrente. Tipo a conduttore o a barra fissa, a barra di rame o a barra di alluminio.

Una flangia per fissare la boccola al trasformatore e alla parete.

Il processo di produzione delle boccole si divide grosso modo in tre fasi:

Avvolgimento: si utilizzano tecnologie diverse per concetti e dimensioni differenti.

Lavorazione e assemblaggio: la boccola isolata a secco richiede diversi passaggi in più rispetto alla tecnologia impregnata di olio.

Test di routine:

*#Tanδ e capacità a temperatura ambiente;

*Test di resistenza alla tensione impulsiva di un fulmine a secco;

*Test di resistenza alla tensione di alimentazione a secco;

*Misurazione della quantità di scarica parziale;

*Test di tenuta.

Aspetto 2:

Esistono cinque concetti principali della storia della boccola:

1910~1960: RBP - carta bodata in resina;

Dal 1940, la carta impregnata di olio OIP;

Dal 1960, la carta impregnata di resina RIP

Dal 2010, RIS/RIF-resina impregnata di materiale sintetico/fibra di vetro

Dal 2000, soluzioni ibride per HVDC-capacità graduata/ SF6 pressurizzato.

Oggi le tecnologie di isolamento per i sistemi AC

#OIPbushing: 1kV-1200kV, carta kraft, olio dielettrico.

#RIPbushing24kV-800kV, carta crespa, resina epossidica e indurente.

#RISbushing: 52kV-550kV, tessuto non tessuto sintetico, resina epossidica e indurente.

#RIFbushing: 40,5kV-252kV, fibra di vetro, resina epossidica e indurente.

Aspetto 3：

Fondazione

Sezione1, Ambito di applicazione

Sezione 2, Riferimenti normativi.

Sezione 3, Termini e definizioni

Sezione 4, Valutazioni

Sezione 5, Condizioni operative

Sezione 6, Informazioni per l'ordinazione e marcature

Sezione 7, Requisiti di prova

Sezione 8, test di tipo

Sezione 9, Test di instradamento

Sezione 10, Boccola graduata senza capacità ≤52kV

Sezione 11, Trasporto, stoccaggio, funzionamento e manutenzione

Sezione 12, Sicurezza

Sezione 13, Aspetti ambientali

Elettrico: gli schermi equalizzatori flottanti sono bloccati coassialmente, ottenendo un equilibrio ottimale tra flashover esterno e resistenza alla perforazione interna.

I parametri termici comprendono: Conducibilità termica, stabilità termica, #Overloading.

I parametri meccanici includono: #Seismic / #ShortCircuit / #LinePull / vento / ghiaccio, variazioni con la temperatura, non lineare.

L'ingegneria di produzione deve essere sottoposta a un rigoroso controllo di processo. Il processo di avvolgimento comprende il posizionamento degli strati conduttivi e la compensazione. Verranno testati #PartialDischarge e #DielectricLoss.

HVDC

Un campo CC costante richiede distanze di isolamento esterne più lunghe

Il campo elettrico a tensione combinata richiede un'analisi approfondita e test a lungo termine di diverse condizioni operative.

Una forma di corrente non sinusoidale comporta un aumento dello stress termico.

Aspetto 4 Alcune modalità di guasto tipiche

Sollecitazioni elettriche e termiche superiori ai limiti di progetto.

Perdita del collegamento a terra o elevata induttanza verso terra.

Debolezza nella progettazione/produzione

Ingresso di umidità

Sollecitazioni meccaniche

E altro ancora

Inoltre, l'età delle boccole non è un buon indicatore dello stato.

Alcune applicazioni presentano un rischio maggiore

Frequenze di commutazione elevate, ad esempio reattori shunt.

Transitori molto rapidi, ad es. sottostazioni GIS

Fluttuazioni di tensione e armoniche, ad esempio parchi eolici

Alcuni design di boccole presentavano un rischio maggiore.

Per evitare gli errori sopra descritti, è necessario eseguire i seguenti test:

Test ad alta/bassa tensione:

Un test di tensione di resistenza alla frequenza di alimentazione (test di fabbrica) fornisce importanti informazioni sullo stato dell'isolamento.

Il test della tanδ e della capacità è il metodo più utilizzato. Ha dei limiti nel rilevamento precoce. I risultati più affidabili si ottengono se il test viene eseguito alla temperatura di esercizio.

Analisi del gas disciolto nell'olio (DGA):

La DGA può fornire indicazioni precoci su alcuni tipi di problemi non rilevabili con altri metodi, ad eccezione del DFR.

D'altra parte, il rilevamento dell'umidità nell'isolamento è molto incerto.

Il campionamento e l'analisi dell'olio devono essere effettuati solo dopo aver valutato i rischi e i benefici.

In IEC esistono livelli di concentrazione tipici, ma non livelli di concentrazione di allarme.

Analisi della risposta in frequenza del dielettrico (DFR):

1. Lo spettro a bassa frequenza offre una migliore convalida dello stato dell'isolamento rispetto ai test in BT.

2. Lo spettro ad alta frequenza offre una migliore convalida di eventuali problemi di potenziale di tensione, rispetto a un test LV.

3. L'interpretazione dei risultati richiede esperienza.

4.Guida IEEE.

Monitoraggio in linea

1.Solitamente monitora il fattore di dissipazione e la capacità a 50/60Hz.

2. Il vantaggio principale è che non sono necessarie interruzioni e il breve intervallo di tempo di rilevamento.

3. Le misure vengono eseguite alla temperatura di esercizio, che fornisce dati più affidabili per determinati tipi o rilevamenti.

4.La maggior parte dei sistemi di monitoraggio si collega all'isolamento principale tramite il rubinetto di prova/tensione.

Aspetto 5

La tensione di trasmissione e la potenza trasmessa sono aumentate enormemente negli ultimi 100 anni e le boccole sono componenti indispensabili.

Lo sviluppo dei materiali, delle metodologie di calcolo e dei processi di produzione ha reso possibile questo risultato. I miglioramenti nell'affidabilità dei prodotti sono resi possibili dalla qualificazione dei progetti e dei processi di produzione grazie a test standardizzati con un'ampia accettazione regionale o internazionale, nonché dalla condivisione delle conoscenze nel settore.

Future challenges are in the transition to dry technology for all voltage levels and applications, as well as new phenomenon related to applications and stress patterns from grids following the transition in the way electricity in generated and consumed.

The business of bushing insulator is our passion, as we strive for a comprehensive understanding of bushing and the production of top quality. Hewei Power warmly welcome inquiries and inspection!

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