Þegar verkefnahópur sest niður til að tilgreina einangrunarstrengi fyrir nýja háspennulínu, hefur valið á milli glers og postulíns tilhneigingu til að leysast fljótt, oft byggt á vana, svæðisbundnum samningum eða því sem innkaupastjórinn fékk í síðasta verki. Það er ekki endilega rangt. Bæði efnin hafa verið í notkun í meira en heila öld og bæði halda áfram að skila áreiðanlegum árangri í fjölbreyttu flutningsumhverfi. Vandamálið er að það að vanrækja einn án þess að skilja raunverulegu verkfræðiviðskiptin-á milli leiðir til kostnaðarframúrkeyrslu, óvæntra viðhaldsbyrði og stundum ótímabæra endurnýjunar á búnaði sem hefði átt að endast áratugum lengur.
Þessi leiðarvísir vinnur í gegnum samanburðinn út frá sjónarhóli þess að einhver tekur í raun og veru þá ákvörðun, skoðar efni, vélræna og rafræna frammistöðu, bilanahegðun, langtíma-öldrun og hagnýtar aðstæður sem raunverulega víkja skalann á einn eða annan hátt.
Flass fjöðrun einangrunarstrengur sending turn
Hvað hvert efni er í raun og veru
Postulíns einangrunarefni eru framleidd úr blöndu af kaólíni, feldspat og kvarsi, brennt við háan hita þar til efnið þéttist í harðan, sléttan keramikhluta. Niðurstaðan er vélrænt sterk vara með þrýstistyrk um 70.000 kg/cm², sem er töluvert hærra en gler. Postulín ræður ákaflega vel við þrýstiálag, sem útskýrir hvers vegna það hefur haldist viðmið fyrir stöðvastólpaeinangrara, línupóstaeinangrara og álíka mannvirki þar sem þrýstikraftar niður á við eða til hliðar eru ríkjandi.
Einangrunarefni úr hertu gleri fara í gegnum annað framleiðsluferli. Glerskífan er hituð og síðan kæld hratt í stýrðu slökkvibaði, sem veldur þrýstiálagi í ytra yfirborðslaginu og togspennu í kjarnanum. Þetta hitunarferli gefur glerinu rafstraumsstyrk upp á um 140 kV/cm, sem er umtalsvert hærra en postulíns 60 kV/cm. Diskurinn sem myndast hentar vel fyrir lok-og-pinna fjöðrunarstrengi sem notaðir eru á há-spennu og auka-há-flutningslínum, þar sem togálag fremur en þrýstiálag stjórnar hönnuninni.
Vélrænn styrkur: Lestu tölurnar vandlega
Við fyrstu sýn virðast vélrænu gögnin misvísandi. Postulín hefur mun betri þjöppunarstyrk. Hert gler hefur mun betri togstyrk, með gildi um 35.000 kg/cm² samanborið við 500 kg/cm² postulíns. Sérstaklega fyrir fjöðrunareinangrunartæki er togafköst það sem skiptir máli vegna þess að diskurinn hangir í streng og ber þyngd og vindálag leiðarans fyrir neðan sig í gegnum spennu. Glass vinnur þann samanburð með miklum mun.
Það sem tölurnar fanga ekki er breytileiki. Rannsóknir þar sem einangrarar voru teknir úr notkun eftir 25 til 30 ár komust að því að afgangs vélrænni styrkur postulínseininga var verulega breytilegur frá einum framleiðanda til annars. Sumir sýndu aðeins lítilsháttar rýrnun frá upprunalegum matsgildum. Aðrir sýndu verulega lækkun. Gler einangrunarefni úr sömu rannsóknum sýndu mun minni dreifingu í kringum einkunnaþol þeirra og héldust nálægt upprunalegum hönnunargildum jafnvel eftir áratuga útsetningu utandyra. Fyrir innkaupastjóra sem eiga við marga birgja á langri verkefnatímalínu hefur sú samkvæmni raunverulegt gildi.
Bilanagreining: Rökin sem oft ræður því
Þetta er þar sem glereinangrunartæki hafa mesta yfirburði sína og það er kostur sem verkfræðingar á þessu sviði skilja strax.
Þegar hert glerskífur bilar, hvort sem það er vegna rafstungna, vélrænnar ofhleðslu eða hitauppstreymis, brotnar diskurinn alveg. Glerskelin dettur í burtu og skilur aðeins eftir málmhettuna og pinna sem halda strengnum saman. Vegna þess að hertu glerið geymir leifar af innri streitu frá slökkviferlinu, breiðist hvers kyns brot hratt út um allan diskinn. Stringurinn fellur ekki. Hettan og pinninn halda nægum afgangsstyrk til að halda línunni. En skífan sem vantar sést greinilega frá jörðu niðri eða úr þyrlu meðan á hefðbundnu eftirliti stendur.
Postulín hegðar sér öðruvísi. Misheppnaður postulínsskífa getur birst alveg heil að utan. Bilunin á sér stað innvortis, í gegnum líkama disksins, án þess að utanaðkomandi merki séu um að einangrunin hafi verið í hættu. Eina áreiðanlega leiðin til að greina núll-gildi postulíns einangrunartæki í notkun er að prófa hann rafrænt, annaðhvort með því að mæla einangrunarviðnám með mæli eða með því að nota spennuskynjunartæki fyrir- spennu á meðan strengurinn er spenntur. Báðar aðferðirnar krefjast þjálfaðs starfsfólks sem vinnur nálægt strengnum, sem þýðir aukna áhættu, sérhæfðan búnað og verulegan kostnað á hverja skoðunarlotu.
Fyrir flutningslínur sem fara yfir fjarlægt landslag, þar sem eftirlitsmenn koma sjaldan í heimsókn og þar sem bilaður strengur getur verið ógreindur í marga mánuði, skiptir þessi munur gríðarlega miklu máli. Línur í fjallahéruðum, eyðimerkurgöngum eða yfir árþverun þar sem aðgangur er erfiður henta vel fyrir gler einmitt vegna þess að gallaðir diskar bera kennsl á sig án nokkurra virkra prófana.
Öldrun og langtíma-afköst
Bæði efnin eldast, en þau eldast á annan hátt, og skilningur á þeim mun hefur veruleg áhrif á útreikning á líftímakostnaði.
Postulín er háð ferli sem kallast hægur sprunguvöxtur, þar sem ör-brot í keramikhlutanum teygja sig smám saman við viðvarandi vélrænni og hitauppstreymi. Á áratugum getur þetta leitt til stigvaxandi minnkunar á vélrænni styrk sem er ekki hægt að greina utan frá skífunni. Rafmagnsstyrkur getur einnig minnkað þar sem postulínshlutinn gleypir raka í gegnum ör-svitahola, sérstaklega í eldri einangrunartækjum þar sem ofnferlinu var minna stjórnað en nútíma staðlar gera ráð fyrir. Rannsóknir með skönnun rafeindasmásjár á öldnu postulíni hafa staðfest verulegan smábyggingarmun á milli framleiðenda, þar sem nokkur gömul sýni sýna mælanlegt niðurbrot í bæði vélrænum og rafmagnslegum breytum.
Gler einangrunartæki deila ekki þessu öldrunarkerfi. Vegna þess að hert gler er ekki-gljúpt er rakaupptaka í líkamanum í rauninni núll. Vélrænni og rafeiginleikar hertu glers haldast stöðugir með tímanum á þann hátt að postulín getur ekki passað að fullu. Helsta áhyggjuefnið með gler í langan tíma er uppsöfnun yfirborðsmengunar, sérstaklega í iðnaðar- eða strandumhverfi þar sem loftborin mengunarefni setjast á diskyfirborðið og skapa lekastraumsleiðir í blautu veðri.
Mengunarárangur og umhverfi
Í létt til miðlungs menguðu umhverfi er munurinn á gleri og postulíni í mengunarframmistöðu lítill. Bæði losa vatn sæmilega vel og bæði safna yfirborðsútfellingum sem skolast af í rigningu.
Í mjög menguðu umhverfi hefur gler sérstakan ókost. Slétt, flatt yfirborð glerdisks gerir raka kleift að þétta jafnt og haldast í snertingu við uppsafnaða mengun, sem skapar samfellda leiðandi filmu en grófara, flóknara yfirborð postulínsdisks. Yfirborðssnið postulíns, með undirhúðum og rifbeinum, hefur tilhneigingu til að loka regnvatni á þann hátt sem getur truflað leiðandi filmuna og dregið úr lekastraumi.
Þetta er í raun þar sem þriðja efnið á skilið að nefna. Samsettir fjölliða einangrunarefni, byggðir utan um trefjaglerstöng með kísilgúmmíhlíf, standa sig betur en bæði gler og postulín við mjög mengaðar aðstæður vegna þess að kísillgúmmí er í eðli sínu vatnsfælin. Vatn á kísillgúmmíyfirborði myndar perlur frekar en samfellda filmu, sem kemur í veg fyrir leiðandi yfirborðslag sem veldur mengun yfirfalls. Fyrir línur sem liggja í gegnum strandiðnaðarsvæði, landbúnaðarsvæði þar sem mikið skordýraeitur er notað, eða nálægt sementsverksmiðjum og efnaverksmiðjum, lokar fjölliðatækni bili sem hvorki gler né postulín leysir að fullu.Fjölliða eldingavarnarmeð því að nota sömu tækni úr kísillgúmmíhýsi fylgja sömu meginreglunni og þess vegna hafa þeir að mestu komið í stað eldri postulíns-hýsts bylgjuvarnarbúnaðar í umhverfi þar sem yfirborðsmengun er viðvarandi áhyggjuefni.
VICTORY Polymer Lightning Arrester
Hvernig lítur valákvörðunin út í raun og veru
Eftirfarandi skilyrði benda tilgler fjöðrun einangrunarefnisem betri kostur:
Línur við 220 kV og hærra, sérstaklega við 500 kV og lengra, þar sem hærri rafstraumstyrkur hertu glers veitir þýðingarmikla viðbótarframlegð við tímabundnar yfirspennuskilyrði. Fjarlægt eða erfitt-að-aðgengi, þar sem sjálf-tilkynning um bilunarham glers dregur úr launakostnaði við skoðun á líftíma línunnar. Verkefni þar sem margir birgjar verða notaðir á mismunandi innkaupastigum, þar sem þéttari vélrænni styrkdreifing glers veitir stöðugri frammistöðu en postulín sem kemur frá blandaðri framleiðslu. Skiptiáætlanir á núverandi glerstrengjum, þar sem vélrænni skiptanleika krefst þess að samsvara upprunalegu efninu.
Postulín er skynsamlegra í eftirfarandi aðstæðum: notkun sem felur í sér þrýstihleðslu, þar með talið stólpaeinangrunartæki og stöðvabúnað þar sem þrýstistyrkur postulíns skiptir máli. Dreifingarspennustig þar sem rafmagnsstyrkur glers skiptir minna máli fyrir hönnunarmörkin. Línur á svæðum með í meðallagi mengun og reglulegar skoðunaráætlanir, þar sem hægt er að stjórna skoðunarkostnaði sem tengist núll-gildi postulínsgreiningar innan venjulegs viðhaldskostnaðar. Verkefni þar sem núverandi aðfangakeðja, prófunarreglur og viðhaldsstarfsmenn eru byggðir í kringum postulín og þar sem skiptingarefni myndu leiða til umbreytingarkostnaðar.
Glerfjöðrunareinangrarar á flutningsspennustigum eru ein af fáum innkaupaákvörðunum þar sem efnisval hefur bein og mælanleg áhrif á viðhaldskostnað á 40 ára líftíma eigna. Það er nógu langur tími til að nokkur prósentustig af viðbótarskoðunarkostnaði á ári safnast inn í verulegan fjárlagalið.
Vélbúnaðarsamhæfni
Eitt hagnýtt atriði sem stundum gleymist við efnisval er að gler- og postulínshettu-og-pinnahengisskífur nota venjulega sömu stærð kúlu-og-innstungu, staðlað samkvæmt IEC 60305. Þetta þýðir að strengir geta, í grundvallaratriðum, blandað saman gleri og postulínsdiskum, og komið í staðinn fyrir sama dósbandið í öðrum hvorum dósum. vélrænni flokkaeinkunn passa. Þessi skiptanleiki einfaldar varahlutastjórnun og gerir það auðveldara að skipta á milli efna til skiptis án þess að hætta að nota virkan vélbúnað.
Málmtapparnir og -tapparnir sem notaðir eru í bæði gler- og postulínssamstæður eru heitt-galvaniseruðu sveigjanlegu járni eða sveigjanlegu járni og þau eru tilgreind óháð skífuefninu. Kaupendur sem útvega heila strengi ættu að staðfesta að vélbúnaðarforskriftir, sérstaklega boltaþvermál og falsmál, séu í samræmi við IEC staðla frekar en sérvíddar sem myndu takmarka uppspretta valkosti í framtíðinni.
Samantekt
Gler og postulín fjöðrun einangrunarefni eru bæði þroskuð, sannað tækni með sterka afrekaskrá í flutningsforritum um allan heim. Valið á milli þeirra er ekki spurning um hvaða efni er betra í algjöru tilliti. Það er spurning um hvaða efni passar við tiltekið rekstrarumhverfi, skoðunarfyrirkomulag, spennustig og innkaupatakmarkanir tiltekins verkefnis.
Gler býður upp á meiri rafmagnsstyrk, betri togstyrk, gagnsæja bilanagreiningu og stöðugri langtíma-öldrun. Postulín býður upp á betri þjöppunarstyrk, lægra rakanæmi á yfirborði skífunnar í hreinu umhverfi og dýpri alþjóðlegan framleiðslugrunn sem getur staðið undir mjög miklu innkaupamagni á samkeppnishæfu verði.
Fyrir flest nútíma háspennuflutningsverkefni, sérstaklega við 220 kV og hærri, og sérstaklega á línum þar sem aðgangur að skoðun er takmarkaður, er gler tæknilega sterkari kosturinn. Fyrir dreifingarinnviði og þjöppunarálag er postulín enn traust og -hagkvæmt svar. Verkfræðingarnir og innkaupateymin sem skilja bæði efnin, frekar en að fara í vanskil við annað, eru þeir sem enda uppi með flutningsinnviði sem virkar eins og hannað er yfir allan endingartímann án þess að koma óþægilegum á óvart.