ในระบบส่งไฟฟ้าเหนือศีรษะ การเลือกฉนวนที่เหมาะสมเป็นงานวิศวกรรมขั้นพื้นฐานที่ส่งผลโดยตรงต่อความปลอดภัยของสายไฟ -ความน่าเชื่อถือในระยะยาว และค่าใช้จ่ายในการดำเนินการและบำรุงรักษา สำหรับสายส่งเหนือศีรษะ 110kV (และ 66kV)การเลือกฉนวนต้องพิจารณาประสิทธิภาพของฉนวนไฟฟ้า ความแข็งแรงทางกล และความสามารถในการปรับตัวต่อสิ่งแวดล้อมภายใต้สภาวะการทำงานจริงอย่างครอบคลุม
คู่มือนี้สรุปหลักการทางวิศวกรรมหลักสำหรับการเลือกฉนวน 110kV โดยอาศัยมาตรฐานอุตสาหกรรม ประสบการณ์การปฏิบัติงานภาคสนาม และแนวปฏิบัติการออกแบบที่ใช้กันทั่วไปในโครงการส่งสัญญาณสมัยใหม่
1. ความสำคัญของการเลือกฉนวนสำหรับสายส่ง 110kV
ลูกถ้วยที่ใช้ในสายส่งไฟฟ้าเหนือศีรษะ 110kV ทำหน้าที่สำคัญสองประการ:
- ฉนวนไฟฟ้า
ป้องกันกระแสไฟฟ้ารั่วจากตัวนำไฟฟ้าไปยังเสาหรือเสาที่ต่อสายดิน
- การสนับสนุนทางกล
ทนทานต่อน้ำหนักตัวตัวนำ- แรงลม ภาระน้ำแข็ง และความตึงของเส้น
การเลือกที่ไม่เหมาะสมอาจส่งผลให้เกิดการวาบไฟตามผิวทาง กลไกขัดข้อง หรือค่าบำรุงรักษามากเกินไป ดังนั้นการกำหนดค่าฉนวนจึงไม่เคยถูกกำหนดโดยระดับแรงดันไฟฟ้าเพียงอย่างเดียว แต่เป็นผลมาจากการประสานงานทางไฟฟ้าและเครื่องกลที่ครอบคลุม
2. ประเภทฉนวนทั่วไปที่ใช้ในสายส่ง 110kV
โดยทั่วไปจะใช้ฉนวนประเภทต่างๆ ต่อไปนี้ ขึ้นอยู่กับประเภทของทาวเวอร์ สภาพแวดล้อม และการกำหนดค่าของสาย:
ฉนวนกันสะเทือน
มีการติดตั้งฉนวนกันสะเทือนบนเสาสัมผัสและจุดแขวนลอย รองรับตัวนำในแนวตั้งในขณะที่เคลื่อนไหวได้จำกัด ประเภททั่วไป ได้แก่:
- ลูกถ้วยแขวนพอร์ซเลน
- ลูกถ้วยแขวนกระจก
- ฉนวนกันสะเทือนคอมโพสิต
ฉนวนกันสะเทือนแบบคอมโพสิตถูกนำมาใช้มากขึ้นเนื่องจากมีน้ำหนักเบากว่าและทนทานต่อมลภาวะได้ดีกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแนวเส้นช่วงยาว-และการใช้งานในภูมิประเทศที่ซับซ้อน
ฉนวนความเครียด (แรงดึง)
ฉนวนความเครียดได้รับการติดตั้งบนเสามุม อาคารเทอร์มินัล และจุดตัด ซึ่งจะต้องทนต่อแรงทางกลตามยาวสูง สำหรับแอปพลิเคชันเหล่านี้การคำนวณความแข็งแรงทางกลและการตรวจสอบปัจจัยด้านความปลอดภัยมีความสำคัญอย่างยิ่ง
3. ปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อการเลือกฉนวน 110kV
3.1 ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพทางไฟฟ้า
สายฉนวนที่ใช้ในระบบ 110kV ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดด้านฉนวนภายใต้สภาวะแรงดันไฟฟ้าต่อไปนี้:
- แรงดันไฟฟ้าความถี่ไฟฟ้า
- การสลับแรงดันไฟฟ้าเกิน
- ฟ้าผ่าเกินแรงดันไฟฟ้า
จำนวนหน่วยฉนวนที่ต้องการ (หรือความสูงโครงสร้างของฉนวนคอมโพสิต) จะต้องถูกกำหนดโดยการคำนวณการประสานงานของฉนวนมากกว่าการประมาณค่าเชิงประจักษ์
3.2 สภาพแวดล้อม (มลพิษ ไอซิ่ง ระดับความสูง)
สภาพแวดล้อมมีบทบาทสำคัญในการเลือกฉนวน:
พื้นที่ที่มีมลพิษ: จำเป็นต้องเพิ่มระยะห่างตามผิวฉนวนเพื่อลดความเสี่ยงของการระเหยของมลพิษ
บริเวณที่มีน้ำแข็งหนา: การสะสมของน้ำแข็งอาจทำให้เกิดวาบไฟของน้ำแข็ง โดยต้องมีโปรไฟล์ฉนวนและระยะห่างที่เหมาะสม
พื้นที่สูง-: ความหนาแน่นของอากาศที่ลดลงจำเป็นต้องแก้ไขพารามิเตอร์ของฉนวนให้เป็นไปตามมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง
ฉนวนคอมโพสิตที่มีคุณสมบัติไม่ชอบน้ำตัวเรือนยางซิลิโคนมักเป็นวิธีแก้ปัญหาที่แนะนำในภูมิภาคที่มีมลพิษหรือเป็นน้ำแข็ง-
3.3 ความแข็งแรงทางกลและปัจจัยด้านความปลอดภัย
การเลือกความแข็งแรงทางกลขึ้นอยู่กับ:
ประเภทตัวนำและช่วงความยาว
สภาวะการโหลดลมและน้ำแข็ง
ประเภททาวเวอร์ (ระบบกันสะเทือนหรือความเครียด)
ปัจจัยด้านความปลอดภัยที่จำเป็นภายใต้สภาวะการทำงานต่างๆ
สำหรับทั้งสายช่วงล่างและสายความเครียด วิศวกรจะต้องคำนวณค่าที่จำเป็นก่อนโหลดไฟฟ้าล้มเหลวจากนั้นจึงกำหนดพิกัดฉนวนและการกำหนดค่าสตริงที่เหมาะสมผ่านการเปรียบเทียบทางเทคนิคและเศรษฐศาสตร์
4. หลักการกำหนดค่าสตริงของฉนวน
การกำหนดค่าสายฉนวนสำหรับสายเหนือศีรษะ 110kV ควรเป็นไปตามหลักการเหล่านี้:
- เลือกวัสดุฉนวนที่เหมาะสม (พอร์ซเลน แก้ว หรือคอมโพสิต)
- กำหนดจำนวนหน่วยฉนวนที่ต้องการหรือความยาวของฉนวนที่มีประสิทธิภาพ
- ตรวจสอบการประสานงานระหว่างประสิทธิภาพของฉนวนไฟฟ้าและความแข็งแรงทางกล
การกำหนดค่าที่มากเกินไป-จะเพิ่มต้นทุนและภาระงานของโครงสร้าง ในขณะที่การกำหนดค่าที่ต่ำกว่า- จะเพิ่มความเสี่ยงในการปฏิบัติงาน การออกแบบที่สมดุลเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับ-ความเสถียรของระบบในระยะยาว
5. การปฏิบัติงานด้านวิศวกรรมตามประสบการณ์ภาคสนาม
จากประสบการณ์การทำงานในระยะยาว-ในเครือข่ายการส่งสัญญาณ หลักการต่อไปนี้ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง:
- สภาวะมลพิษและน้ำแข็งมักมีผลกระทบต่อการออกแบบฉนวนมากกว่าระดับแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด
- ฉนวนคอมโพสิตช่วยลดความถี่ในการบำรุงรักษาในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงได้อย่างมาก
- ความน่าเชื่อถือทางกลมีความสำคัญไม่แพ้ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าเพื่อความปลอดภัยในการส่งกำลัง
หลักการเหล่านี้สะท้อนให้เห็นอย่างสมบูรณ์ในการออกแบบสายส่งที่ทันสมัย และสอดคล้องกับมาตรฐาน IEC และข้อกำหนดทางวิศวกรรมสาธารณูปโภค
6. บทสรุป
การเลือกฉนวนสำหรับสายส่งไฟฟ้าเหนือศีรษะ 110kVเป็นกระบวนการทางวิศวกรรมที่เป็นระบบที่รวมสมรรถนะทางไฟฟ้า ความแข็งแรงทางกล การปรับตัวเข้ากับสิ่งแวดล้อม และประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจ ระบบฉนวนที่ออกแบบมาอย่างเหมาะสมช่วยลดความเสี่ยงจากความล้มเหลว เพิ่มความน่าเชื่อถือในการดำเนินงาน และยืดอายุการใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ในฐานะผู้ผลิตมืออาชีพของฉนวนสายส่งและฮาร์ดแวร์สายขั้ว, Victory Electric นำเสนอโซลูชันที่เชื่อถือได้ทางเทคนิคซึ่งปรับให้เหมาะกับสภาพการทำงานจริงในโครงการโรงไฟฟ้าทั่วโลก สำหรับข้อมูลจำเพาะของผลิตภัณฑ์โดยละเอียดหรือการสนับสนุนทางเทคนิคตามโครงการ- วิศวกรควรปรึกษาผู้ผลิตที่มีประสบการณ์ในขั้นตอนการออกแบบเบื้องต้น