Chất cách điện bằng kính treo dạng đĩa DC

Chất cách điện bằng kính treo dạng đĩa DC là bộ phận cách điện dạng đĩa được thiết kế đặc biệt cho đường dây truyền tải DC cao áp/siêu cao áp. Nó chủ yếu được điều chỉnh cho các dự án truyền tải DC ±500kV, ±800kV, ±1100kV, v.v., nhằm giải quyết các thách thức kỹ thuật về tích lũy điện tích bề mặt do điện trường DC cao và nguy cơ phóng điện ô nhiễm cao. Nó là thành phần cách điện cốt lõi cho các đường dây truyền tải DC xuyên khu vực.

1) Cấu trúc cốt lõi và đặc điểm thiết kế

• Thiết kế váy ô loại thích ứng DC áp dụng cấu hình ô đôi / ba ô không đối xứng. Bề mặt của váy ô được phủ một lớp men bán dẫn hoặc được xử lý bằng khả năng chống gradient, có thể ngăn chặn hiệu quả sự tích tụ điện tích bề mặt dưới điện trường DC, ngăn ngừa biến dạng điện trường cục bộ do phân bố điện thế không đồng đều và giảm tổn thất hào quang và nhiễu sóng vô tuyến. Khoảng cách đường rò thường ≥ 30 mm/kV và một số mẫu điện áp siêu cao có thể đạt trên 40 mm/kV, vượt xa so với chất cách điện xoay chiều, đáp ứng yêu cầu cách điện trong điều kiện ô nhiễm DC.
• Cấu trúc cơ bản và tối ưu hóa vật liệu chủ yếu bao gồm các thành phần kính cường lực cường độ cao, nắp thép mạ kẽm nhúng nóng, chân thép hợp kim và keo xi măng chống ăn mòn. Nó kế thừa những ưu điểm vốn có của chất cách điện thủy tinh như khả năng tự vỡ không có giá trị, khả năng chống hồ quang và độ bền cơ học cao. Đối với vấn đề ăn mòn điện phân trong điều kiện DC, nắp thép và chân thép sử dụng phương pháp mạ kẽm nhúng nóng + thụ động hai lớp và chất kết dính được thêm vào các chất phụ gia chống điện phân để ngăn phản ứng điện hóa giữa các phần đính kèm kim loại với các thành phần thủy tinh và lớp xi măng.
• Thiết kế thích ứng cân bằng điện áp có thể được trang bị các vòng cân bằng điện áp để tối ưu hóa phân bố điện trường DC, tránh cường độ trường cục bộ quá mức ở rìa váy ô gây hư hỏng do xói mòn điện và cải thiện độ ổn định vận hành tổng thể của chuỗi cách điện.

2) Ưu điểm cốt lõi

• Khả năng chống phóng điện một chiều vượt trội: Trong điện trường DC, bề mặt của chất cách điện dễ tích tụ điện tích và tốc độ vấp phóng điện của chất cách điện AC thông thường gấp 2-3 lần so với DC; Chất cách điện bằng thủy tinh loại đĩa DC tối ưu hóa hình dạng ô và xử lý bề mặt, tăng hơn 50% tốc độ tiêu tán điện tích và điện áp chịu đựng phóng điện cao hơn 30% so với loại AC, phù hợp với các tình huống truyền tải DC có mức độ ô nhiễm cao.
• Khả năng chống ăn mòn và lão hóa điện phân: Trong điều kiện DC, dòng điện rò rỉ liên tục xuất hiện, dễ gây ra sự ăn mòn điện phân của các phụ kiện kim loại và làm hư hỏng lớp keo xi măng; Thiết kế chống điện phân của loại chất cách điện này có thể trì hoãn quá trình này một cách hiệu quả, với tuổi thọ sử dụng trên 40 năm ở các đường dây DC ±800kV.
• Tính kinh tế khi vận hành cao: Tính năng tự ngắt giá trị bằng 0 cho phép kiểm tra trực quan các chất cách điện đã xuống cấp mà không cần phát hiện leo cột; Váy dù có khả năng tự làm sạch mạnh mẽ, bụi bẩn dễ dàng được loại bỏ sau khi giặt mưa, giúp giảm 60% tần suất vệ sinh thủ công so với cách điện sứ DC.
• Độ ổn định cơ học cao: Tải trọng phá hủy cơ học định mức bao gồm 70kN - 550kN, phù hợp với đường dây DC siêu cao áp ±1100kV, có khả năng chống rung gió và cầu đóng băng, đáp ứng các yêu cầu điều kiện làm việc khắc nghiệt.

3) Các kịch bản áp dụng

• Đường dây truyền tải DC siêu cao áp ±500kV, ±800kV, ±1100kV;
• Đường dây truyền tải DC cho các cơ sở cung cấp điện bên ngoài (như cơ sở năng lượng gió/mặt trời Tây Bắc);
• Đường dây truyền tải điện một chiều ở vùng ven biển có sương mù muối cao và vùng nội địa bị ô nhiễm nặng;
• Dây cách điện căng cho các dự án kết nối DC xuyên khu vực trên tháp.

4) Lựa chọn và bảo trì những điểm chính

• Chọn mô hình có tải trọng phá hủy cơ học định mức gấp 2,5-3 lần lực căng vận hành tối đa;
• Tại các khu vực ô nhiễm nặng/sương muối ven biển, ưu tiên mô hình có khoảng cách đường rò ≥ 35mm/kV và bổ sung vòng cân bằng điện áp khi cần thiết;
• Đối với đường dây DC siêu cao áp, hãy chọn sản phẩm đã đạt chứng nhận kiểm tra lão hóa DC.
• Ở những khu vực ô nhiễm nặng, tiến hành kiểm tra 3 tháng một lần, ở những khu vực sạch sẽ, tiến hành kiểm tra 6-12 tháng một lần;
• Tập trung kiểm tra các vết ăn mòn điện trên váy ô, rỉ sét trên nắp thép và chân thép, nứt lớp dính và thay thế các miếng tự nổ kịp thời;
• Thường xuyên kiểm tra trạng thái kết nối của vòng cân bằng điện áp để tránh hiện tượng biến dạng điện trường do lỏng lẻo;