Walaupun pada mulanya menemui penggunaan terutamanya di kawasan servis yang tercemar, penebat komposit telah melihat aplikasi yang semakin meningkat di persekitaran yang agak bersih juga kerana kemudahan pengendalian dan kos perolehan yang menarik. Baru-baru ini, peningkatan voltan serta reka bentuk ringkas AC baru telah menjadi kawasan tambahan di mana penebat komposit digunakan di persekitaran yang bersih.
Bagi aplikasi yang terakhir, susunan penebat sering dirancang agak pendek untuk dimasukkan ke dalam jendela menara ruang berkurang Oleh itu, mengehadkan medan E maksimum menjadi lebih kritikal. Kawasan aplikasi lain yang semakin meningkat ialah penebat pasca stesen komposit, terutama yang mempunyai teras kukuh kerana ini tidak banyak berbeza dalam reka bentuk bebibir daripada penebat garis komposit.
Tiga kriteria harus diambil kira untuk memastikan dimensi optimum penebat komposit yang dilengkapi dengan cincin penggredan:
1. Mengehadkan medan elektrik pada cincin penggred& pemasangan akhir;
2. Mengehadkan medan elektrik di sepanjang permukaan perumahan penebat;
3. Mengehadkan medan elektrik pada 'triple point' (di mana perumahan GG; perumahan memenuhi pemasangan logam).
Ketiga-tiganya biasanya disahkan oleh pengiraan medan E, yang pertama dengan ujian RIV standard yang dijelaskan dalam IEC 60437 2ndEdition (1997-09). Kriteria ketiga tidak dapat disahkan oleh ujian sementara yang kedua belum dapat disahkan oleh ujian apa pun. Syarikat bekalan elektrik, bagaimanapun, kini semakin berminat untuk melakukan pengesahan tersebut.
Penetapan Kriteria E-Field Maksimum
Masih ada sedikit data yang diterbitkan mengenai bidang E maksimum yang dibenarkan dalam hal penebat komposit. Menurut CIGRE Brosur 284, medan E maksimum di permukaan penebat komposit (iaitu di hujung gudang pertama dari pemasangan akhir) dianggarkan antara 0.6 dan 1.0 kV / mm. Tetapi julat ini mungkin terlalu optimis. Sebagai contoh, penyelidikan sebelumnya oleh EPRI menunjukkan bahawa had maksimum pada medan E 0,45 kV / mm lebih disukai sementara penyelidikan masa lalu di STRI mencadangkan 0.4 kV / mm. Yang lain menganggarkan tahap E-medan kritikal hanya sekitar 0.38 kV / mm.
Untuk medan E maksimum pada pemasangan logam, Brosur CIGRE mencadangkan had 2.2 kV / mm. Menurut makalah sebelumnya dari EPRI, nilai yang ditunjukkan untuk bidang E-permukaan pada kelengkapan logam dan cincin penggredan harus 2,1 kV / mm dan nilai ini sering digunakan sebagai rujukan untuk tujuan reka bentuk. Menurut perbincangan dalaman CIGRE yang lalu, beberapa utiliti menetapkan nilai serendah 1.6 kV / mm - mungkin untuk menjelaskan kemungkinan kecacatan pembuatan, permukaan yang sedikit rosak akibat pengendalian yang tidak betul atau penuaan cincin penggred yang sedang digunakan. Dalam makalah sebelumnya, STRI telah mencadangkan 1.8 kV / mm.
Data Terkini dari STRI& EPRI
Penyelidikan yang lebih baru merangkum kerja yang dilakukan untuk menentukan had praktikal untuk bidang E yang dibenarkan pada permukaan penebat untuk tujuan reka bentuk. Kerja awal oleh EPRI untuk menentukan tahap ambang medan E untuk korona disebabkan air (pertama kali diterbitkan pada tahun 1999) diperluas berdasarkan ujian skala kecil dan penuh untuk memperbaiki ambang ini. Sebagai contoh, hasil dari ujian penuaan semula jadi (di STRI) dan ujian penuaan buatan (oleh EPRI) menunjukkan kecenderungan yang jelas untuk pengurangan hidrofobik pada bahagian selubung di mana E-medan melebihi sekitar 0.3 hingga 0.4 kV / mm (lihat Gambar. 1). Penyempurnaan ambang lebih lanjut telah didasarkan pada ujian makmal skala kecil dan penuh serta data dari pengalaman perkhidmatan. Ini membawa kepada kriteria akhir berikut, yang digambarkan dalam Gambar. 2: Rata-rata medan E pada sarung penebat tidak boleh melebihi 0,42 kV / mm selama lebih dari 10 mm di sepanjang permukaan. Pendekatan rata-rata seperti itu diperkenalkan untuk mengelakkan masalah geometri kecil namun signifikan, yang tidak mencerminkan prestasi penebat dengan betul (iaitu akan ada peningkatan tajam dalam bidang E pada titik-titik seperti itu). Bagi penutup pemasangan akhir (iaitu titik tiga), medan E tidak boleh melebihi 0.35 kV / mm. Pengiraan harus dimodelkan menggunakan simulasi E-medan 3-D dan ujian makmal juga dapat dipertimbangkan.
Akhirnya, kriteria berikut digunakan untuk banyak aplikasi praktikal:
• Had medan E pada cincin penggred& pemasangan hujung: 1.8 kV / mm
• Had rata-rata medan E sepanjang permukaan perumahan: 0.42 kV / mm
• Had medan E pada titik tiga: 0.35 kV / mm
Penjelasan Pendekatan
Program& Pemodelan
Semua pengiraan di STRI dilakukan menggunakan program perisian Comsol Multiphysics. Contoh praktikal pengiraan sedemikian untuk keadaan perkhidmatan sebenar adalah seperti berikut:
Model cross-arm penebat dipasang pada fasa tengah pada satu sisi menara (seperti pada Gambar 6). Fasa-fasa tersebut disusun untuk mensimulasikan senario terburuk dari sudut pandang medan elektrik, iaitu fasa tengah terdedah ke medan E tertinggi kerana jarak dekat dari dua fasa yang berdekatan di sisi menara yang sama. Mengikut kehendak pelanggan, voltan ditetapkan ke Um=420 kV. Potensi elektrik yang digunakan pada fasa tengah adalah 420 / √3 kV. Voltan pada dua fasa di atas dan di bawah fasa tengah ialah 420 / √3 kV dengan pergeseran fasa 120 °. Hanya 10 hingga 12 pasangan gudang yang biasanya dimodelkan, berdasarkan pengalaman sebelumnya dengan perhitungan serupa, yang menunjukkan bahawa hanya bangsal yang paling dekat dengan alat kelengkapan yang terdedah ke medan elektrik tertinggi. Dengan membuat andaian ini, masa pemodelan dapat dikurangkan.
Dua bahan utama yang diambil kira untuk pengiraan ini adalah getah udara dan silikon. Pemalar dielektrik (kebolehtelapan relatif) yang digunakan untuk batang gentian kaca adalah sama dengan silikon, iaitu 3.0, tetapi kerana permitiviti relatif sebenarnya lebih rendah untuk silikon, pengiraannya sedikit konservatif. Sebab yang paling penting untuk mempermudah pengiraan dengan cara ini adalah untuk membuat pergaulan lebih mudah dan membiarkan pengiraan berjalan lebih cepat. Rajah 3 menunjukkan hasil tipikal.
