מבודדים מרוכבים: עיצוב, חומרים ויישומים קריטיים במערכות חשמל - טכני

מבודדים מרוכביםמייצגים התקדמות משמעותית בטכנולוגיית בידוד חשמלי. שלא כמו מבודדי חרסינה או זכוכית מסורתיים, הם משתמשים בעיצוב מתוחכם של ריבוי- חומרים כדי לייעל את הביצועים. להלן פירוט של מרכיבי הליבה והיתרונות שלהם:

1. הגדרות ליבה ורכיבים
מבודד מרוכב הוא סוג מיוחד של מבודד פולימרי המורכב משני אלמנטים מבודדים נפרדים לפחות:

ליבה:האלמנט המבני המרכזי.

דיור (סככות מזג אוויר):שכבת ההגנה החיצונית, מורכבת עם אביזרי קצה ממתכת.

(הערה: מבודד פולימרי מוגדר כמבודד שבנוי בעיקרו מחומרים מבוססי פולימר).

2. The Core: Mechanical Strength Foundation

פוּנקצִיָה:משמש בתוררכיב בידוד פנימי, תוכנן לשאת את העומסים המכניים של המבודד (מתח, דחיסה, כיפוף).

בְּנִיָה:מיוצר בדרך כלל מ:

סיבים (למשל, זכוכית) המוטבעים בתוך מטריצת שרף, ויוצרים פלסטיק מחוזק עם סיבים- (FRP).

חומר בידוד הומגני (למשל, קרמי או שרף מוצק).

סיווגי ליבה של חומרים:

מבודד מרוכב פולימרי (מבודד מרוכב סטנדרטי):גם הליבה וגם הדיור בנויים מחומרים פולימריים.

מבודד מרוכב היברידי:כולל ליבה עשויה מחומר הומוגני כמו קרמיקה.

שם חלופי: מכונה לעתים קרובות מבודדים לא-קרמיים (NCI).

3. הדיור (סככות מזג אוויר): מגן סביבתי וחשמלי

פוּנקצִיָה:פועל בתוררכיב בידוד חיצוני, מספק שתי פונקציות קריטיות:

· מרחק זחילה:מבטיח את נתיב הבידוד החשמלי הדרוש לאורך פני השטח.

· הגנת ליבה:מגן על הליבה מפני נזקי הסביבה (לחות, קרינת UV, זיהום, כימיקלים).

ייצור:הדיור יכול להיווצר על ידי:

התקנת סככות בודדות על הליבה (עם או בלי מעטפת ביניים).

יציקה או הזרקה של הדיור (כיחידה אחת או בחתכים) ישירות על הליבה.

חומרים:משתמש בפולימרים-בעלי ביצועים גבוהים לעמידות, כולל:

· אלסטומרים:גומי סיליקון (הנפוץ ביותר), מונומר אתילן פרופילן דין (EPDM).

· שרפים:שרף אפוקסי ציקלואליפטי.

· פלואורופולימרים:פוליטטראפלואורואתילן (PTFE).

4. בחירות חומרים: תקני תעשייה

ליבה:חומר הליבה הנפוץ ביותר הואאפוקסי-פלסטיק מחוזק בסיבי זכוכית ספוג (מוט FRP/GFRP/GRP). עבור עיצובי ליבה חלולים-(למשל, עמודי תחנות, תותבים),אפוקסי-צינורות מחוזקים בסיבי זכוכית ספוגיםמועסקים.

מארז: גומי סיליקוןזוכה להעדפה רחבה בשל הידרופוביות יוצאת דופן ועמידותו בפני מעקב ושחיקה.

5. יתרון מרכזי: המערכת המרובה-חומרים
העליונות הבסיסית של מבודדים מרוכבים נעוצה בפילוסופיית העיצוב שלהם:

מבודדים מסורתיים (פורצלן/זכוכית):השתמש באמערכת-חומר יחידה. חומר אחד חייב להתמודד בו זמנית עם כל הלחצים המכניים (דחיסה, מתח, כיפוף) ולספק את מרחק הזחילה החשמלי.

מבודדים מרוכבים:להעסיק אמערכת מרובת-חומרים זֶה מפריד בין פונקציות הליבה:

· ליבה:מותאם עבורחוזק מכני ונושא-עומס.

· דִיוּר:מותאם עבורביצועים חשמליים (זחילה)והגנת הסביבה.

כל חומר מבצע את תפקידו הייחודי בצורה מיטבית, מה שמוביל לביצועים כלליים מעולים, משקל קל יותר, עמידות מוגברת לזיהום ואמינות משופרת.

6. אבולוציה: תותבים מרוכבים
ההצלחה המוכחת של מבודדים מרוכבים בקווי תמסורת ותחנות משנה זינקה את הפיתוח שלתותבי מתח מרוכבים-גבוהים. אלה משתמשים בצינור סיבים ספוג-שרף כאלמנט הבידוד העיקרי. ניתן להשתמש בצינור זה לבד או, לביצועים משופרים בחוץ, לעצב יתר על המידה עם בית גומי חיצוני (סככות מזג אוויר).

7.סיווגי מבודדים מרוכבים ראשיים
מבודדים מרוכבים המיוצרים כיום מתחלקים לארבע קטגוריות עיקריות, שכל אחת מהן מיועדת לתפקידים ספציפיים:

· מבודדים מתלים:משמש בעיקר בקווי תמסורת עיליים, תלויים ממבנים למוליכים תומכים (למשל, איור 1-1a).

· מבודדי עמודי קו:מועסק בקווי חלוקה, בכניסות לתחנות משנה, או כעליות, מותקן אנכית או בזווית על עמודים או מבנים (למשל, איור 1-1b).

fig 1-1Suspension Insulators Line Post Insulators

איור 1-1

(a) מבודדים מתלים (b) מבודדי עמוד קו

1-עליון התאמה; 2-דיור / סככות מזג אוויר; ליבת מוט 3-FRP; 4-התאמה תחתון

· מבודדי עמודי תחנה:ספק תמיכה מבנית ובידוד חשמלי בתוך תחנות משנה ומחצרות לציוד כמו מתגי ניתוק, פסי אוטובוס ומפסקי חשמל (למשל, איור 1-2).

Fig 1-2 Composite Post Insulator IOC-500

איור 1-2

מבודד עמוד מרוכבIOC-500
(א) תרשים מוצר (ב) תרשים רכיב (ג) תרשים מבני

1 - מבודד עמודים מרוכב; 2 - קרן קשיחה; 3 - אביזרי מיגון; 4 - מוט שרף פיברגלס;
דיור עמיד בפני 5 - מזג אוויר-; 6 - התאמה סיום

· מבודדי ליבה חלולה:כוללים מבנה צינור מרכזי, המאפשר להם לפעול כבתים מבודדים או תותבים עבור מכשירים חשמליים שונים (למשל, איור 1-3).

Fig 1-3Composite Hollow Core Insulator

איור 1-3

מבודד ליבות חלול מורכב

1-עליון התאמה; 2-דיור / סככות מזג אוויר; ליבת מוט 3-FRP; 4-התאמה תחתון

8. יישומים קריטיים

קווי תמסורת והפצה:

· מבודדים מתלים:יוצרים את עמוד השדרה של קווי-מתח גבוה.

· מבודדי עמודי קו:בשימוש נרחב ברשתות הפצת מתח בינוניות- וכניסות לקו תחנות משנה.

תחנות משנה ומחצרות:

· מבודדי עמודי תחנה:רכיבים חיוניים ב:

מתגים לנתק:מתן תמיכה מבנית ובידוד עבור להבי מתגים (למשל, איור 1-2 מציג מתג ניתוק מסוג מסגרת המשתמש בעמודי תחנה מורכבים לתמיכה באוטובוס).

תמיכת אוטובוס:בידוד ותמיכת פסי אוטובוס.

תמיכה במפסקים:מתן בידוד לעמודי מפסק.

· מבודדי ליבה חלולה:לשמש כמרכיב הבידוד הבסיסי בתותבים מרוכביםעֲבוּר:

רוֹבּוֹטרִיקִים:(גבוה-מתח ונמוך-תותבי מתח)

מיתוג:(מפסקים, תותבי GIS)

רובאי מכשירים:(שנאים נוכחיים - CT, מתח שנאי - VTs)

סיומת כבלים

בולמי נחשול (בולמי ברק)

מכשירי חשמל שונים:פועל בתור אבית בידוד חיצוני או תותב(למשל, איור 1-4).

Fig 1-4The application of composite insulators in outdoor installations

איור 1-4

היישום שלמבודדים מרוכביםבמתקנים חיצוניים
(א) תותב טבעת דירוג לשנאי ראשי; (ב) מעצור נחשולים;

(c) חַיִיםמפסק טנקים מתים; (ד) שנאי זרם; (ה) שנאי מתח;
(ו) תותב טבעת דירוג עבור שנאי חלוקה (420/170kV);
(ז) סיום כבל (170kV)

בולמי נחשול ומנתקים:מבודדים מרוכבים הם חלק בלתי נפרד מהמארזים החיצוניים של בולמי נחשולי מתח מודרניים-(לדוגמה, איור 1-5) ומספקים בידוד עבור עמודי מתג ניתוק.

Fig 1-5 composite housings

איור 1-5

שתי יחידות של 500kV קו תמסורת בולמי נחשול עםבתים מרוכבים, מותקן כסוג מתלה על הקו (כפי שמוצג תלוי בתמונה)

למפרט מוצר או ייעוץ טכני:inquiry@tcipower.com