L'isolant de fusibles à haut tension est un composant clé qui garantit les performances de l'isolation et la résistance mécanique de l'équipement. Sa conception doit prendre en compte divers facteurs tels que les performances électriques, la charge mécanique et l'adaptabilité environnementale. Voici ses principes de conception de base:
1．principle de prioriser les performances électriques
La fonction principale des isolateurs est de résister à la tension du système et d'empêcher le flash de surface. Les exigences électriques suivantes doivent être satisfaites pendant la conception:
1) correspondance de la force d'isolation
Déterminez la distance minimale de fabrication et l'arc sec des isolateurs en fonction de la tension nominale (tels que 10kV, 35kV, etc.), qui doivent se conformer aux normes nationales telles que GB \/ T 16927.1.
La distance de fabrication (distance de fluage \/ tension nominale) doit être ajustée en fonction du niveau de pollution de la zone d'installation (comme le niveau 0 au niveau III). Plus la pollution est grave, plus la distance de la chair de poule est longue.
Exemple: Dans les zones polluées de classe III, la distance de fabrication des isolateurs de 10 kV doit être supérieure ou égale à 31 mm \/ kV, ce qui signifie que la distance de fabrication doit être supérieure ou égale à 310 mm.
2) Capacité à résister à la surtension
O Il doit résister au fonctionnement du système de surtension et de surtension de la foudre, et de vérifier la fiabilité de l'isolation par des tests de tension d'impulsion (comme l'impulsion de la foudre 1,2 \/ 50 μs).
Lors de la conception, évitez les angles nets, les pointes pointues et d'autres zones de concentration de champ électrique. En optimisant la forme de la jupe parapluie (comme les grands et petits parapluies, les parapluies à bords profonds) pour distribuer uniformément le champ électrique, réduisez la décharge partielle.
2. Principe de résistance mécanique fiable
Les isolateurs doivent résister aux charges mécaniques telles que la gravité, la tension, l'éolien et l'énergie électrique, et leur conception doit répondre aux exigences suivantes:
1) correspondance de résistance au matériau
Choisissez des matériaux d'isolation à haute résistance tels que la porcelaine, le verre ou le caoutchouc de silicone (matériaux composites).
Insulateurs en céramique: résistance mécanique élevée (résistance à la flexion supérieure ou égale à 30kn), mais une fragilité élevée;
Isolant en caoutchouc de silicone: bonne élasticité, résistance à l'impact, adapté aux environnements de vibration.
La connexion entre les accessoires métalliques (tels que les capuchons en fer et les pieds en acier) et le corps d'isolation doit être ferme, et la résistance à la liaison doit être vérifiée par un test de traction (comme une force de traction nominale de 12KN).
2) Adaptabilité de charge dynamique
Compte tenu de la force d'impact lors de l'ouverture et de la fermeture du fusible (comme une vitesse de baisse de plus ou égale à 2,5 m \/ s), l'isolateur doit avoir une résistance à l'impact pour éviter la fracture.
Pour les zones côtières ou venteuses, il est nécessaire de calculer la contrainte de flexion sous la charge du vent pour garantir un facteur de sécurité supérieur ou égal à 2,5.
3. Principes de conception d'adaptabilité environnementale
Les isolateurs doivent résister à l'érosion environnementale naturelle pendant longtemps, et la conception devrait considérer:
1) Adaptation aux conditions climatiques
Température: Les performances du matériau sont stables dans la plage de -40 degré ~ +80, et dans les zones à basse température, les isolants en céramique doivent être évités de la congélation et de la fissuration (des matériaux de verre résistant à la température ou à basse température peuvent être utilisés).
Humidité et glaçage: La conception de la jupe parapluie doit réduire l'accumulation des eaux de pluie, et les diamètres des grands parapluies et les matériaux hydrophobes (tels que le caoutchouc de silicone) doivent être utilisés dans les zones de givrage pour prévenir le flashover provoqué par le pontage des bords de glace.
O Ultraviolet: le caoutchouc de silicone et d'autres matériaux macromoléculaires doivent être ajoutés avec l'agent anti-âge, et la résistivité de surface est supérieure ou égale à 1 × 10 Ω ω pour empêcher la détérioration de l'isolation après une exposition à long terme.
2) Optimisation de la tolérance à la pollution
Adopter une structure "grand parapluie + petit parapluie" pour augmenter la distance de fabrication, avec un espacement des parapluies supérieur ou égal à 50 mm pour réduire le pontage entre les jupes de parapluie supérieur et inférieure;
La surface des isolateurs en caoutchouc de silicone peut être recouverte de revêtement RTV (température à température ambiante vulcanisée en caoutchouc en silicone) pour améliorer l'hydrophobicité et réduire le courant de fuite après l'adhésion de la pollution.
4. Principe de la structure compacte et de l'installation pratique
1) Optimisation de la taille
La longueur de l'isolateur doit correspondre à la taille globale du fusible pour garantir que la distance entre la surface de fracture et les exigences d'isolation est satisfaite lors de l'ouverture (comme une distance de fracture supérieure ou égale à 400 mm pour les systèmes de 10 kV).
La conception d'accessoires métalliques doit être facile à installer avec la base de fusibles et le tube de fusible, réduisant le temps de débogage sur place.
2) Interfaces standardisées
Adhérer aux interfaces standard de l'industrie (telles que CEI 60282-1) pour assurer l'interchangeabilité des produits de différents fabricants et réduire les coûts opérationnels.
5. Principes d'opérations et de conception de fiabilité
1) Maintenance sans entretien
Prioriser l'utilisation de matériaux autonettoyants (comme le caoutchouc de silicone) pour réduire la fréquence du nettoyage manuel;
La surface des isolateurs en céramique peut être vitrée pour améliorer la douceur et réduire le taux d'adhésion de la pollution.
2) Compatibilité de la surveillance de l'état
Interfaces d'installation du capteur de réserve (telles que la mesure de la température infrarouge et la surveillance du courant de fuite) pour faciliter l'évaluation de l'état du vieillissement de l'isolateur grâce à la technologie de surveillance en ligne.
6. Principes de l'économie matérielle et des processus
1) Équilibre de la rentabilité
Sur le point de répondre aux exigences de performance, la priorité doit être accordée à la sélection des matériaux avec des coûts inférieurs (comme la porcelaine supérieure au verre et les matériaux composites nécessitant des coûts de vie complets).
Optimiser les processus de fabrication (tels que la pressage isostatique des isolateurs en céramique et le moulage par injection de caoutchouc de silicone) pour réduire la perte de matériaux et les coûts de traitement.
2) Exigences environnementales
Évitez d'utiliser des matériaux contenant des métaux lourds (comme le plomb), respectez les normes environnementales telles que les ROH et facilitez le recyclage après l'élimination.
Récapitulation
La conception d'isolateurs de fusibles à grande tension doit être basée sur "la fiabilité électrique, la stabilité mécanique, l'adaptabilité environnementale et la maintenance pratique", et assurer un fonctionnement stable à long terme dans des environnements de réseau électrique complexes grâce à la sélection des matériaux, à l'optimisation structurelle et à la vérification expérimentale (telles que la fréquence de puissance avec des tests de volonté, des tests de charge mécanique et des tests de pollution). Dans la conception réelle, il est nécessaire d'affiner les paramètres basés sur des scénarios d'application spécifiques (tels que les réseaux d'énergie urbaine, les réseaux d'électricité ruraux et les réseaux d'énergie montagneux), en tenant compte à la fois de la sécurité et de l'économie.
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