Separator: niet zomaar een stukje metaal op een paal 

Als mensen over hoogspanningslijnen praten, denkt iedereen aan isolatoren. En over de afscheider - vaak alleen in de context van “nou, is er een onderdeel voor reparatie?”. In feite is dit vanuit mechanisch en elektrisch oogpunt een van de meest kritische elementen bij lineaire fittingen. Als de isolator stand houdt, verzekert de scheider en kunt u werken zonder de hele lijn spanningsloos te maken. Veel ontwerpers benaderen de selectie nog steeds volgens het restprincipe, maar tevergeefs. Dan beginnen de problemen op de snelweg: hij werkt niet op het juiste moment, loopt vast of, erger nog, gaat kapot als de draad breekt op een manier die niet de bedoeling is.

Wat zit er werkelijk achter de term verborgen?

Als we educatieve formuleringen terzijde schuiven, dan is het voor mij, net als voor iemand die al vele jaren betrokken is bij het testen en implementeren,scheidingstekenis in de eerste plaats een beheersbare zwakke schakel. Zijn taak is om de verbinding te verbreken op een strikt gedefinieerde plaats en onder voorspelbare omstandigheden. Meestal is dit een nooddraadbreuk. Maar hier begint de eerste subtiliteit: deze omstandigheden zijn op papier en in werkelijkheid anders. In het project worden belastingen berekend op basis van ideale spanning en pure spanning. In de praktijk is er altijd sprake van trillingen (galmen), slingerende wind en ijsvorming op de snelweg. Het scheidingsmechanisme staat voortdurend onder dynamische, cyclische belasting. En zijn ?zwakte? moet specifiek voor deze modus worden ontworpen, en niet alleen voor een statische pauze.

Het tweede belangrijke aspect is elektrisch. Op het moment van gebruik mag er geen stabiele boog zijn die aangrenzende fasen zou kunnen doorbranden of de isolator zou kunnen beschadigen. Het ontwerp van de contactgroep (vaak slechts twee nokken met een breekpen) moet een snelle en definitieve scheiding garanderen. In het laboratorium van Shijiazhuang Hist Electric LLC hebben we ooit een partij scheiders van één leverancier getest. Volgens het paspoort is alles perfect: mechanische treksterkte, elektrische weerstand. Maar bij het simuleren van een pauze met een kortsluitstroom van 20 kA ging de boog niet uit, maar dwaalde rond het lichaam en brandde er doorheen. Het bleek dat het materiaal van de contactelementen een ongeschikte erosieweerstand had. We moesten samenwerken met ingenieurs om de samenstelling en geometrie van de legering te verfijnen.

Vandaar de belangrijkste conclusie die ik voor mezelf heb getrokken: de afscheider hoeft alleen te worden geëvalueerd in combinatie met een specifiek type isolator, draad en zelfs klimaatregio. Er zijn hier bijna geen universele oplossingen. De technische expertise waarover ons bedrijf beschikt, is juist gebaseerd op het begrijpen van deze relaties, en niet op het verkopen van onderdelen uit een catalogus.

Het laboratorium is de plaats waar begrip wordt geboren

Ons laboratorium in Noord-China is niet alleen voor de show. Dat is waar we producten "breken" om te begrijpen hoe ze zich over 10-15 jaar op het circuit zullen gedragen. Er is een speciale testcyclus met scheiders. Naast de standaard mechanische trek- en drukproeven voeren wij altijd cyclisch dynamische proeven uit. Simpel gezegd, we schudden de geassembleerde eenheid "isolator-scheidingsdraad" lang en vervelend. met een bepaalde amplitude en frequentie. Het doel is om te zien of er vóór de geschatte tijd een vermoeiingsscheur in het lichaam van de pin of in het oog zal verschijnen.

Een van de belangrijkste gevallen betrof een bestelling voor een hooggebergtegebied met harde wind. De klant stuurde zijn technische specificaties op basis van buitenlandse normen. We hebben monsters gemaakt, ze hebben alle formele controles doorstaan. Maar onze hoofdingenieur, een oud specialist met installatie-ervaring bij BAM, drong aan op een extra test: ijsvorming + dynamische belasting. We simuleerden de groei van ijs op de draad en de daaropvolgende scherpe windvlaag. De scheidingspen, die bij breuk moest worden afgesneden, barstte zelfs in de ijsvormingsfase doormidden vanwege het toegenomen buigmoment. Bij het ontwerp is geen rekening gehouden met gecombineerde effecten. We moesten de geometrie en het materiaal volledig herzien en het oog versterken zodat de pin specifiek zou werken voor afschuiven en niet voor breken. Zonder zo'n laboratorium en het recht om te experimenteren zou dit gewricht alleen bij een ongeval aan het licht zijn gekomen.

Daarom is het hebben van een krachtige testbasis die kan werken met spanningen tot 1000 kV geen marketing, maar een noodzaak. Omdat je op een computer niet kunt simuleren hoe een boog zich gedraagt ​​op een echte scheider onder echte spanning. Dit is de enige manier om de optimale materialen en configuraties te selecteren voor verschillende ‘moeilijke bouwomstandigheden’, zoals we zeggen in onze bedrijfsbeschrijving.

Installatiefouten die al het werk verpesten

Vanuit technisch oogpunt kun je een ideale afscheider maken, maar in de praktijk zal deze kapot gaan. De meest voorkomende fout is een onjuiste oriëntatie. Veel installateurs zijn van mening dat, aangezien dit een symmetrisch onderdeel is, het, hoe je het ook plaatst, nog steeds zal werken. Maar nee. De afscheider beschikt over een zogenaamd “operationeel vlak”. Als deze 90 graden wordt gedraaid ten opzichte van de draadspanningsvector, zal het afschuifmoment van de pin veranderen. Het kan van tevoren werken (bijvoorbeeld bij harde wind), of, omgekeerd, vastlopen en de verbinding niet verbreken als het kapot gaat.

Het tweede probleem is overmatige aanscherping. De pen of het veiligheidselement in de scheider is ontworpen voor een specifiek aanhaalmoment. ?Stroom? een installateur die gewend is om met sleutels te trekken, kan het eenvoudigweg vervormen, waardoor het gekalibreerde snijgedeelte gedeeltelijk wordt vernietigd. Als gevolg hiervan gaat de mechanische eigenschap verloren. We zijn zelfs begonnen sommige modellen te leveren met momentsleutels en verzorgen korte trainingssessies voor grote klanten. Hierdoor daalt het aantal klachten aanzienlijk.

We hadden ook een merkwaardig, maar leerzaam incident. Bij een van de faciliteiten in Siberië werkten de afscheiders veilig tijdens de eerste ernstige ijsstorm, hoewel er geen draadbreuk plaatsvond. We kwamen aan en keken: alles was correct geïnstalleerd. Het bleek dat lokale vogels (eksters, zo lijkt het) actief aan het pikken waren aan de felgekleurde beschermkap van polymeer op de pin, waarbij ze deze voor iets eetbaars aanzagen. Hun inspanningen en constante trillingen door de wind verzwakten de constructie, wat leidde tot voortijdige afschuiving. Daarna zijn we voor dergelijke regio's overgestapt op minder 'smakelijke' regio's. donkergrijze of zwarte kleuren en veranderde de vorm van de dop enigszins.

Interactie met een isolator is een systeem, geen reeks onderdelen

Afzonderlijk zou ik het punt van consistentie willen benadrukken. De afscheider werkt vrijwel nooit alleen. Het maakt deel uit van een geheel met een ophang- of steunisolator. En hier is niet alleen mechanische, maar ook elektrische compatibiliteit van cruciaal belang. Zo hebben wij bijvoorbeeld een assortiment scheidingsschakelaars en scheiders. Wanneer in het ontwerp een scheider wordt gebruikt, zijn de vereisten voor bedrijfsnauwkeurigheid en diëlektrische eigenschappen na ontkoppeling een orde van grootte hoger.

Als fabrikant van kabeltoebehoren en aanverwante producten bieden wij vaak een totaaloplossing. Niet alleen “hier zijn de scheiders volgens de tekening?”, maar een volledige berekening van de bevestigingseenheid: aanbevolen type isolator, bevestigingsmethode, bevestigingsmiddelen, zelfs een schema voor preventieve visuele inspectie. Omdat ze het zagen als een poging om geld te besparen op hardware. $ 50 resulteerde in schade aan de isolator die enkele duizenden euro's kostte en een ongeplande sluiting van de lijn.

Op de websiteShijiazhuang Hist Elektrisch Co., LtdHet is niet alleen dat we het hebben over ‘geïntegreerde bouwoplossingen’. Dit is precies waar het hier om gaat. Een klant uit een regio met hoge seismische activiteit ontvangt één type eenheid (met een grotere dynamische marge en een andere werkingshoek van de afscheider), en voor een winderig kustgebied een ander type (met verbeterde bescherming tegen corrosie en rekening houdend met zoute mist). De gepatenteerde ontwikkelingen die in de beschrijving worden genoemd, komen vaak juist voort uit de noodzaak om een ​​dergelijk specifiek, niet-standaard probleem op de locatie van de operatie op te lossen.

Kijkend naar de toekomst: wat kan er nog beter?

Tegenwoordig wordt er veel gesproken over ‘smart grids’. En ook hier mag de afscheider geen saai mechanisch onderdeel blijven. We experimenteren met opties die een triggersignaal kunnen geven. Niet alleen viel de draad, maar dankzij de sensor in de scheider ontving de coördinator de exacte coördinaten van het breukgebied. Tot nu toe is het grootste probleem de stroomvoorziening en de weerstand van dergelijke elektronica tegen extreme temperaturen en elektromagnetische interferentie. Maar er wordt gewerkt.

Een andere richting is materialen. Composietpolymeren, die we actief gebruiken in isolatoren, worden langzamerhand versterkt. Voor de afscheider kan dit een lichtere constructie en een betere weerstand tegen vermoeiing en corrosie betekenen. Maar er is een nuance: het gedrag van het composiet onder langdurige dynamische belasting en de veroudering ervan in een assemblage met metalen onderdelen is een onderwerp voor een aparte diepgaande studie. Onze promovendi en promovendi houden zich bezig met soortgelijke toegepaste problemen.

Uiteindelijk terug naar het begin. De separator is geen verbruiksartikel en geen eenvoudig hoofdbestanddeel. Dit is een uiterst nauwkeurig veiligheidsmechanisme dat de plaats van het ongeval en de snelheid van het stroomherstel bepaalt. De selectie, het testen en de installatie ervan vereisen de meest serieuze, systematische aanpak. En de ervaring die wordt opgebouwd door tientallen geïmplementeerde projecten in verschillende delen van de wereld en door de analyse van elke abnormale operatie is van onschatbare waarde. Het is deze ervaring, en niet alleen machines, die ons in staat stelt klanten echt betrouwbare oplossingen te bieden, en niet alleen goederen uit een magazijn.