Einangrunarsett eru meðal algengustu íhlutanna í flutningsnetum og gæði þeirra og afköst gegna mikilvægu hlutverki við að tryggja áreiðanlega raforkuafhendingu. Lykilatriði í því er hegðun þeirra þegar þau verða fyrir aflboga. Léleg hönnun með tilliti til rafbogahegðunar getur dregið verulega úr endingu einangrunarbúnaðarins og aukið líkurnar á truflunum á framboði.
Það er mikið úrval af einangrunarefnum og umhverfi þar sem einangrunarsett eru notuð. Sem slík er hönnun einangrunarsetta mjög breytileg og gæti jafnvel þurft að sníða fyrir sérstaka notkun. Jafnvel minnsti munur á hönnun getur haft áhrif á aflbogahegðun strengs. Líkamleg prófun er áreiðanlegasta leiðin til að meta rafbogahegðun strengs og þess vegna krefjast veitur í auknum mæli að einangrunarsett gangist undir rafbogaprófun áður en þau skuldbinda sig til að setja þau upp á netkerfum sínum.
Á undanförnum árum hefur KEMA Laboratories í Prag framkvæmt yfir 160 rafbogaprófanir á einangrunarsettum af ýmsum gerðum. Þessar prófanir voru gerðar samkvæmt IEC 61467:2008. Auk þess að sýna fram á algengustu bilunarstillingar fyrir mismunandi gerðir einangrunarsetta, lagði þetta yfirlit Robert Jech áherslu á hugsanlegt vandamál með hvernig IEC 61467:2008 er skilgreint eins og er. Þetta er mál sem gæti haft áhrif á verðmætin sem hljótast af prófunum í dag. Innsýnin sem fæst með þessu mun veita framleiðendum einangrunarsetta gagnlegar upplýsingar um hvernig best sé að hanna strengi til að auka líkurnar á árangri í prófunum í fyrsta sinn og þar með draga úr þeim tíma og peningum sem varið er í endurhönnun. Það getur einnig örvað umræður um forskrift staðalsins til að tryggja að hann uppfylli þarfir framleiðenda og veitna jafnt.
Rafbogaprófun á einangrunarsettum hjá KEMA er framkvæmd samkvæmt IEC 61467:2008 staðlinum. Þessi staðall á við um einangrunarstrengi eða sett úr keramik, gleri eða samsettum efnum sem verða fest á málmstaura eða turna og notuð í AC loftlínum með nafnspennu yfir 1000 V.
Staðallinn skilgreinir aðferðir, færibreytur, hringrásir osfrv. fyrir rafbogaprófanir á bæði einangrunarsettum og stuttum strengjum. Mismunandi prófunarfyrirkomulag er leyfilegt innan staðalsins og val fer eftir endanlegri notkun einangrunarsettanna, í samræmi við kröfur viðskiptavina. Prófunarrás og röð ætti að velja út frá þáttum eins og rúmfræði og gerð einangrunarbúnaðar, staðsetningu hans á línunni og gerð turns.
Prófafyrirkomulag
Fyrirhuguð staðsetning setts á línu ákvarðar hvort það eigi að prófa með jafnvægi eða ójafnvægi framboðsrásar og, allt eftir línubreytum, skammhlaupsstraumi sem á að nota við prófun. Ef einangrunarsettið verður staðsett í fyrstu eða síðustu 5% línunnar, ætti að prófa það með ójafnvægi rafrásar á meðan sett sem eru staðsett á milli 5% og 95% punkta línunnar krefjast jafnvægis rafrásar til að prófa. Að sama skapi þurfa sett fyrir „miðhlutann (þ.e. frá 24% til 76% af línulengd) aðeins 20% af skammtímastraumi netkerfisins.{11} Sett til notkunar á stöðum á milli 5% og 24% punkta – eða 76% og 95% punkta – krefjast 50% og sett í fyrstu eða síðustu 5% krefjast fulls skammhlaupsstraums netkerfisins.
Á meðan stjórnar tegund turns vali á jafnvægi eða ójafnvægi afturrásar meðan á prófun stendur. Stillingar til að nota í miðfasa glugga turns krefjast prófunar með jafnvægisskilarás (vísað til sem prófunarröð X). Fyrir ytri stöður á turninum eða þar sem enginn miðfasa gluggi er notaður er ójafnvægi afturhringrás (vísað til sem prófunarröð Y). Ennfremur fer fjöldi prófana sem framkvæma á eftir því hvort viðskiptavinurinn ætlar að nota sömu tegund af setti í gegnum línuna (í því tilviki er heildarprófaröð X eða Y framkvæmd) eða bara meðfram hluta línunnar. Mynd. 1 sýnir óhefðbundið prófunarfyrirkomulag fyrir V-strengjasett með samsettum einangrunarbúnaði. Þetta prófunarfyrirkomulag samanstendur af jafnvægi aðveitu- og afturrásarrásum. Fyrirkomulagið á myndinni líkir eftir einangrunarstillingu á milli 5% og 95% punkta línunnar í miðfasa glugga turnsins.
Það fer eftir tegund einangrunarbúnaðar, IEC 61467:2008 staðall gæti einnig krafist þess að hann prófi undirstýringu til viðbótar við ljósbogaprófið, aðalatriðið er vélrænt bilunarálagspróf (MFLT). Þetta er framkvæmt á einangrunareiningunni til að tryggja að þær þoli vélræna krafta eftir að aflboga er beitt. Einangrunarsett gæti einnig þurft að gangast undir DPFF-próf til að ganga úr skugga um að einangrunarbúnaðurinn verði ekki fyrir stungum við spennu undir yfirspennu. Viðbótar rafmagnsprófanir má gera á innréttingum og leiðara innan einangrunarbúnaðarins til að sannreyna þol.
Greining á niðurstöðum prófana sem gerðar voru á 162 einangrunarsettum á fimm-ára tímabili er sýnd hér að neðan:
Tegundir einangrunarsetta og íhluta
Einangrunarsett koma í mörgum mismunandi hönnunargerðum og einangrunarefnum, allt eftir fyrirhugaðri notkun. Einangrunarsettin sem prófuð voru á fimm-ára tímabilinu samanstanda af:
• 92 fjöðrunarsett
• 49 spennusett
• 17 "V" strengir
• 4 kross-einangrunartæki
Hvað varðar einangrunarefnið sem notað er og einangrunarhönnun, voru einangrunarsett sem voru prófuð með:
• 81 samsett
• 34 gler, loki og pinna
• 12 gler, hetta og pinna (stutt strengur)
• 27 postulín, löng stangir
• 8 postulín, húfa og næla
Mikilvægar þættir
Tölurnar hér að ofan gefa vísbendingu um gæði einangrunarsetta sem til eru í dag og viðvarandi þörf fyrir prófun fyrir uppsetningu. Hins vegar er kannski meira upplýsandi innsýn í helstu bilunaraðferðir einangrunarsetta. Þessi innsýn varpar ljósi á svæði sem framleiðendur ættu að borga sérstaka athygli á þegar þeir hanna ný einangrunarsett.
Löng-stöng einangrunarsett
Fyrir löng-stangasett komu í ljós þrjú sérstök hugsanleg vandamál. Málmhlutar einangrunareiningarinnar geta verið viðkvæmir fyrir að bráðna ef þeir eru ekki vel hannaðir. Ennfremur getur léleg hönnun leitt til þess að skúrar nálægt þessum málmhlutum brotni. Að lokum getur boginn valdið því að málmur gufar upp úr hlífðarfestingu settsins, sem veldur „polling“.
Samsett einangrunarsett
Kísilgúmmíið sem notað er í samsettum einangrunarefnum sýnir mikla mótstöðu gegn ljósbogaprófum. Hins vegar er mikilvægi punkturinn fyrir þessi sett þar sem trefjaglerkjarninn tengist málmendafestingunum.
Loka og pinna einangrunarsett (gler eða postulín)
Loka- og pinnaeinangrarar sýna mikla vélrænni viðnám eftir rafbogaprófanir. Helstu áhyggjuefni þessara setta eru möguleikinn á að skúrar brotni og, þegar um er að ræða glersett, kælingu á loki og pinnaeiningum
Hlífðarfestingar: Hleðsla-Legnafestingar og festingar fyrir bogastefnu
Aflbogaprófanir valda miklu meiri vélrænni og hitauppstreymi á þessar festingar en skammhlaupsprófanir. Þetta verður að taka með í reikninginn þegar verið er að hanna hlífðarfestingar hvers kyns einangrunarsetta.
Einnig er hætta á að efni frá þessum festingum bráðni á einangrunareiningarnar. Einnig skal gæta þess að hlífðarfestingar hreyfist ekki við ljósboga, sem getur leitt til þess að bogarótin sitji á burðarfestingum-.
Hlífðarfestingar: Corona hringir, flokkunarhringir
Þessar festingar eru ekki fyrst og fremst ætlaðar fyrir bogastrauma en hafa áhrif á stöðu bogarótarinnar og hvernig hún hreyfist. Eins og með aðrar hlífðarfestingar, eru áhættuþættir hér meðal annars efni sem bráðnar á einangrunareiningarnar og hreyfing á festingunum sem veldur því að bogarótin fjarlægist fyrirhugaða stöðu. Að auki geta breytingar á útlínum þessara festinga leitt til of mikillar kransæðarennslis og útvarpshávaða.
Power Arc Hegðun meðan á prófunum stendur
Að framkvæma prófin sem skoðuð eru hér að ofan gefur tækifæri til að rannsaka hegðun kraftboga náið við prófun. Tveir aðgreindir grunnhegðun komu fram. Í fyrsta tilvikinu liggur aflboginn á milli hlífðarfestinganna sem eru hannaðar til að skilgreina braut hans (þ.e. ljósbogahornin, ljósbogahringirnir osfrv.). Þetta er fyrirhuguð hegðun aflbogans og þýðir að mest af álaginu frá ljósboganum er beitt á hlífðarfestingar og einangrunarsett með aðeins takmörkuð áhrif á einangrunarefnið sjálft. Mikilvægt er að svona hegðun hefur lítil áhrif á turninn og leiðara.
Hins vegar getur önnur hegðun átt sér stað þar sem boginn fer meðfram línuleiðaranum eða turninum. Í þessu tilviki eru áhrifin á einangrunarsettið mun minni með miklu minni álagi á hlífðarfestingar og einangrunareiningar. Hins vegar eru mun meiri neikvæð áhrif á turninn eða leiðarann sem ber ljósbogann.
Eins og er, IEC61467:2008 tilgreinir ekki hegðun ljósbogans við prófun. Það er heldur ekki venjulega tilgreint í útboðsgögnum fyrir netuppsetningu eða uppfærsluverkefni. Þetta gæti verið raunverulegt vandamál fyrir veitur og framleiðendur einangrunarsetta. Ef hönnun einangrunarsettsins leiðir til þess að boginn hegðar sér á annan hátt af tveimur sem lýst er hér að ofan, er líklegt að einangrunarsettið standist aflbogaprófið þar sem ljósboginn er ekki nálægt einangrunarbúnaðinum og getur því ekki skemmt hann. Hins vegar, ef slíkt sett er notað á vettvangi, myndu allir bogar sem upplifað verða ferðast meðfram turninum eða línuleiðara og valda skemmdum. Þar að auki myndi skemmdir á þessum íhlutum verða dýrari til að gera við og leiða til lengri stöðvunar.
Samantekt
Tölfræðileg rannsókn á niðurstöðum aflbogaprófa gerði kleift að bera kennsl á mikilvæga punkta ýmissa gerða einangrunarsetta. Þetta býður upp á dýrmæta innsýn fyrir framleiðendur þegar þeir hanna ný einangrunarsett.
Að auki benti reynslan sem fengist var af þessum prófum á hugsanlegt vandamál með IEC 61467:2008 staðlinum eins og hann er tilgreindur í dag. Þar sem staðallinn tilgreinir ekki hegðun ljósbogans við prófun gæti hann leyft hugsanlega hættulegum einangrunarsettum að standast próf. Þetta gæti veitt rafveitum ranga öryggistilfinningu í einangrunarsettunum sem þau eru að kaupa. Til að tryggja að staðallinn uppfylli þarfir veituveitna, framleiðenda einangrunarefnis og framleiðenda einangrunarbúnaðar ætti að taka á þessu máli. Til að gera þetta ætti að tilgreina ljósbogahegðun við prófun annað hvort með uppfærslu á IEC61467:2008 eða reglulega í útboðsgögnum frá veitum. Síðarnefnda námskeiðið myndi krefjast þess að öll veitur verði meðvitaðri um þetta mál.
https://www.inmr.com/power-boga-prófunar-einangrunartæki-sett/