Wat ingenieurs missen over de plaatsing van coronaringen op buitenluchtschakelaars

Luister naar het onderzoek
0:00 0:00
Wat ingenieurs missen over de plaatsing van coronaringen op buitenluchtschakelaars
AIS Smart Disconnector Corona ring plaatsing
AIS Smart Disconnector Corona ring plaatsing

Inleiding

Het plaatsen van coronaring op scheiders in de buitenlucht is een van de technisch meest veeleisende en vaak verkeerd uitgevoerde aspecten van hoogspanningsdistributietechniek. In transmissie- en distributiesystemen boven 110 kV is corona-ontlading van scheidingsschakelaars geen cosmetisch probleem, maar een voortdurende bron van radiofrequentie-interferentie, hoorbare ruis, ozonvorming en erosie van het isolatieoppervlak, waardoor de betrouwbaarheid van de apparatuur geleidelijk afneemt en de IEC-normen voor elektromagnetische compatibiliteit worden overtreden. Wat de meeste technici over het hoofd zien bij het plaatsen van corona ringen, is dat de positie, diameter, buisdoorsnede en axiale afstand van de bekrachtigde hardware geen installatievoorkeuren zijn - het zijn nauwkeurig berekende parameters voor het sorteren van elektrische velden die moeten worden afgeleid uit de specifieke geometrie van de ontkoppelaar, de systeemspanning en de hoogte, en dat een corona ring die zelfs 50 mm van zijn juiste positie wordt geïnstalleerd, volledig ineffectief kan zijn of, erger nog, het elektrische veld op een aangrenzend hardwarepunt kan versterken in plaats van het te verminderen. Deze gids biedt de technische basis voor de correcte plaatsing van corona ringen op scheiders voor buitenopstelling - en behandelt de fysica van het elektrische veld, de vereisten van de IEC-normen, de berekeningsmethodologie voor plaatsing en de installatie- en levenscyclusverificatiepraktijken die bepalen of een corona ring daadwerkelijk de beoogde functie vervult in de hoogspanningsdistributie.

Inhoudsopgave

Wat is corona-ontlading op buitenluchtschakelaars en waarom bepaalt de plaatsing van de ring de effectiviteit?

Een technische foto en visualisatie die de gloed van corona-ontlading laten zien op hardware voor hoogspanningsscheiders buitenshuis. Gelokaliseerd paars en blauw plasma komt van geometrische discontinuïteiten zoals scherpe bouten en klemhoeken op een terminal. Gestileerde transparante paarse veldvectoren visualiseren strakke veldconcentratie op deze scherpe punten. Daartegenover staat een gladde coronaring met een grote straal, die zachte, herverdeelde elektrische veldlijnen illustreert die sierlijk rond het doorlopende oppervlak stromen, zonder ontlading, waardoor het fenomeen effectief wordt onderdrukt. Tekstlabels geven de belangrijkste onderdelen en natuurkundige concepten in nauwkeurig Engels weer. De omgeving is een substation in de open lucht bij schemering.
Corona-ontlading en ringeffectiviteit op een scheidingsklem visualiseren

Corona-ontlading is de ionisatie van luchtmoleculen in gebieden waar de lokale elektrische veldsterkte groter is dan de diëlektrische afbraakdrempel van lucht1 - ongeveer 3 kV/mm op zeeniveau onder standaard atmosferische omstandigheden. Op scheiders voor gebruik buitenshuis treedt corona bij voorkeur op bij geometrische discontinuïteiten: scherpe randen, hardware met een kleine radius, boutkoppen, contactbladuiteinden en klemmenhoeken - omdat deze kenmerken elektrische veldlijnen concentreren, waardoor de veldsterkte plaatselijk veel hoger is dan het gemiddelde veld voor de systeemspanning.

Waarom geometrische discontinuïteiten het begin van corona domineren

De elektrische veldsterkte EE aan het oppervlak van een geleider is omgekeerd evenredig met de plaatselijke kromtestraal rr:

EVrE \propto \frac{V}{r}

Een contactbladtip van een scheider met een kromtestraal van 3 mm bij 220 kV fase-naar-aarde spanning genereert een lokaal oppervlakteveld dat ongeveer 40× hoger is dan het gemiddelde veld tussen de geleider en de aarde. Daarom is corona op outdoor scheiders niet gelijkmatig verdeeld - het is geconcentreerd op specifieke hardwarepunten die kunnen worden geïdentificeerd, in kaart gebracht en onderdrukt door correct geplaatste corona ringen.

De elektrische veldgradatiefunctie van de coronaring

Een coronaring vervangt een geometrie met een kleine straal en een hoog veld door een geometrie met een grote straal en een laag veld. De ring - een torus van aluminium of aluminiumlegering met een glad oppervlak - wordt aangesloten op de onder spanning staande hardware en zodanig geplaatst dat het punt met het hoge veld omsloten wordt door het elektrische veld. Door een groot, glad, continu gebogen oppervlak te presenteren aan de omringende lucht, herverdeelt de ring de elektrische veldlijnen die zich anders zouden concentreren bij de discontinuïteit van de hardware, waardoor het piekoppervlakveld onder de corona-instapdrempel wordt gebracht.

Het cruciale inzicht dat de meeste installateurs missen, is het volgende: De corona-ring “schermt” het hardwarepunt niet gewoon af - het verandert actief de topologie van het lokale elektrische veld. De effectiviteit van de ring hangt tegelijkertijd af van vier geometrische parameters:

  • Diameter ring (D): De buitendiameter van de torus - een grotere diameter zorgt voor een groter equipotentiaal oppervlak, waardoor de veldconcentratie over een bredere hardwarezone wordt verminderd
  • Buisdiameter (d): De doorsnede van de ringbuis - een grotere buisdiameter vermindert het eigen oppervlakteveld van de ring, waardoor de ring zelf geen coronabron wordt.
  • Axiale positie (z): De afstand langs de ontkoppelingsas van het ringmiddenvlak tot het hardwarepunt dat wordt beschermd - de meest kritieke en vaakst onjuiste parameter
  • Radiale offset (r): De afstand van de ontkoppelingsas tot het middenvlak van de ring - bepaalt hoe ver het equipotentiaal oppervlak van de ring uitsteekt ten opzichte van de hardware.

Gevolgen van corona-ontlading op buitenluchtschakelaars

GevolgMechanismeIEC-norm overtredenErnst
Spanning radio-interferentie (RIV)HF elektromagnetische emissie van corona plasmaIEC 604372, CISPR 18Hoog - beïnvloedt de communicatie van beveiligingsrelais
Hoorbaar geluidDrukgolf van coronaplasma-expansieIEC 60815, IEC 61284Gemiddeld - overschrijding van de reglementaire limiet
Ozon genererenO₃ productie door corona ionisatieMilieuregelgevingMedium - versnelt veroudering van rubberen afdichtingen
Oppervlakte-erosie van de isolatorUV- en ozonaanslag op polymeer isolatoroppervlakIEC 60815-33Hoog - vermindert de levensduur van de isolator
Door corona veroorzaakte verwarmingWeerstandsverhitting door lekstroom op coronaplaatsenIEC 62271-102Laag direct, hoog cumulatief
Flashover-risicoverhogingCoronaplasma verlaagt de effectieve doorslagspanning van de luchtspleetIEC 60071Kritisch op vervuilde locaties

Hoe werken de spanningsklasse, de geometrie van de scheider en de hoogte samen om de juiste corona ringparameters te definiëren?

Technische infographic die laat zien hoe corona ringdiameter, buisdiameter, axiale offset, hoogtecorrectie en hardwarezones van de scheider samenwerken om het corona-risico op hoogspanningsscheiders buiten te beheersen.
Corona-ringparameters voor hoogspanningsschakelaars

De drie variabelen die de meeste technici als onafhankelijk beschouwen - spanningsklasse, geometrie van de scheider en hoogte van de installatie - zijn in feite nauw met elkaar verbonden bij het bepalen van de juiste corona ring parameters. Het specificeren van een corona ring aan de hand van een tabel met spanningsklassen zonder rekening te houden met de specifieke geometrie van de scheider en de hoogte van de locatie is de meest voorkomende oorzaak van ineffectieve installaties van corona ringen in hoogspanningsdistributieprojecten.

Spanningsklasse en drempel voor het begin van corona

De aanvangsspanning van corona voor een bepaalde hardwaregeometrie wordt bepaald door de Peek-formule:

Eonset=E0δ(1+kδr)E_{onset} = E_0 \dot \delta \left(1 + \frac{k}{\sqrt{\dot r}}}right)

Waar:

  • E0=3.0 kV/mmE_0 = 3,0 kV/mm} - kritische veldsterkte op zeeniveau, standaardomstandigheden
  • δ\delta - relatieve luchtdichtheid (= 1,0 op zeeniveau, 20°C)
  • k=0.03 mm0.5k = 0,03 \text{ mm}^{0,5} - empirische ruwheidsconstante
  • rr - geleiderradius in mm

De praktische gevolgen: corona-aanvangsspanning neemt af met de hoogte omdat de relatieve luchtdichtheid δ\delta dalingen. Op 1.000 m hoogte, δ0.89\delta \begin 0,89vermindering van de corona-aanvangsspanning met ongeveer 11%4 vergeleken met zeeniveau. Op 2.000 m hoogte, δ0.79\delta \begin 0,79 - een 21% reductie. Dit betekent dat een coronaring die correct is gedimensioneerd voor installatie op zeeniveau, ondermaats is voor dezelfde ontkoppelaar op 2.000 m hoogte en dat de ringdiameter moet worden vergroot om dit te compenseren.

Spanningsklasse vs. minimale corona ringparameters

SysteemvoltageFase-Aarde SpanningMinimale ringdiameter (D)Minimumbuisdiameter (d)Hoogte correctiefactor
110 kV63,5 kV250-300 mm40-50 mm+8% D per 1.000 m boven zeeniveau
220 kV127 kV400-500 mm60-80 mm+8% D per 1.000 m boven zeeniveau
330 kV190 kV550-650 mm80-100 mmhoogtecorrectiefactor
500 kV289 kV700-900 mm100-130 mm+8% D per 1.000 m boven zeeniveau
750 kV433 kV1.000-1.200 mm130-160 mm+8% D per 1.000 m boven zeeniveau

Interactie tussen verbindingselementen: De drie kritieke hardwarezones

Elke buitenuitschakeling heeft drie hardwarezones waar de plaatsing van de coronaring onafhankelijk moet worden beoordeeld:

Zone 1 - Aansluitklem/geleiderbevestigingspunt:
De verbinding tussen de bovenleiding en de scheidingsklem is het punt met het hoogste veld op het onder spanning staande samenstel. Klembevestigingen hebben meestal meerdere boutkoppen, scherpe randen en aansluitingen op geleiderstrengen - allemaal corona-bronnen. De coronaring in deze zone moet zo worden geplaatst dat alle klemmenhardware binnen zijn veldsorteereenheid wordt omsloten.

Zone 2 - Contact bladpunt (open positie):
Wanneer de scheider in de open stand staat, is de bekrachtigde bladtip een vrij geleidereinde - de hoogst mogelijke veldgeometrie. De straal van de bladtip is meestal 5-15 mm, waardoor een extreme veldconcentratie ontstaat bij transmissiespanningen. Een coronaring aan de bladtip is vereist voor alle scheiders die werken boven 110 kV in de open stand.

Zone 3 - Isolatorkap en penhardware:
De metalen kap en pen aan de bovenkant van de isolatorstreng die aansluit op de scheidingsconstructie concentreert het veld op het raakvlak tussen metaal en isolatie. Deze zone is met name kritisch voor polymeerisolatoren, waar door corona veroorzaakte oppervlakte-erosie sneller is dan op porselein.

Droge versus natte omstandigheden: Variatie in het begin van corona

VoorwaardeEffect op het begin van coronaImplicatie ringmaat
Droge, schone luchtBasislijn corona-opkomst volgens Peek-formuleStandaard ringmaat
Hoge luchtvochtigheid (>80% RH)Vermindert de aanloopspanning met 5-15%Vergroot de ringdiameter met 5-10%
Regen of condens op hardwareVermindert de aanloopspanning met 15-30%Kritisch - natte corona is 3-5× intenser
Afzetting van zout of vervuilingVermindert de aanloopspanning met 20-40%Ringdiameter vergroten; buisdiameter vergroten
Grote hoogte (>1.000 m)Vermindert de aanloopspanning evenredig met de luchtdichtheidPas hoogtecorrectiefactor toe

Een klantcase voor stroomdistributie illustreert de interactiefout in de hoogte rechtstreeks. Een transmissielijningenieur van een nutsbedrijf in het westen van China specificeerde coronaringen voor een 330 kV-installatie in de buitenlucht op een hoogte van 2400 m met behulp van een standaard specificatietabel op zeeniveau - hij selecteerde ringen met een diameter van 550 mm en een buisdiameter van 80 mm. Tests na installatie op radio-interferentiespanning (RIV) toonden RIV-niveaus aan die 4,2× boven de limiet van IEC 60437 lagen. Elektrische veldsimulatie bevestigde dat op 2.400 m hoogte (δ=0.77\delta = 0,77) leverden de ringen van 550 mm een veldindeling die overeenkwam met een ring van 430 mm op zeeniveau - onvoldoende voor 330 kV. Bepto leverde vervangende ringen met een diameter van 680 mm en een buisdiameter van 95 mm, waarin de 8% per 1.000 m hoogtecorrectie was opgenomen. RIV-tests na vervanging bevestigden naleving met een marge van 35% onder de IEC-limiet.

Hoe berekent en controleert u de juiste plaatsing van corona-ringen voor externe scheiders?

Een technische verticale split-screen visualisatie met een contrast tussen onjuiste en juiste plaatsing van corona ringen op een 500kV outdoor scheider, gebaseerd op de casus van de klant uit het Midden-Oosten. Het linkerpaneel toont de niet-conforme initiële plaatsing met hoge RIV en zichtbare corona op de klem. Het rechterpaneel toont de gecorrigeerde, door simulatie geverifieerde plaatsing die de RIV verlaagde, met duidelijke maatlabels die de verandering van 160 mm axiale positie markeren.
Kritische axiale positie visualiseren voor naleving van corona ring

Voor een juiste plaatsing van corona-ringen is een berekeningsmethode nodig die de analyse van het elektrische veld integreert met de specifieke geometrie van de scheider. De volgende procedure is van toepassing op scheiders voor gebruik buitenshuis in spanningsklassen van 110 kV tot 750 kV in stroomdistributie- en transmissietoepassingen.

Stap 1: Identificeer alle corona-kritieke hardwarepunten

  • Zorg voor maatschetsen van de ontkoppelinrichting, inclusief klemmen, geometrie van de schoepen, hardware van de isolatorkap en alle bevestigingspunten.
  • Identificeer alle hardware-elementen met een kromtestraal van minder dan 20 mm - dit zijn potentiële corona-initiatiepunten die moeten worden geanalyseerd.
  • Noteer voor elk geïdentificeerd punt: locatie op de ontkoppelingsas (z-coördinaat), radiale afstand tot de as (r-coördinaat) en plaatselijke krommingsstraal.

Stap 2: Simulatie elektrisch veld uitvoeren

Elektrisch veld simulatie met eindige elementen methode (FEM) software5 (COMSOL, ANSYS Maxwell of gelijkwaardig) is de technische standaard voor verificatie van de plaatsing van coronaring boven 220 kV. Voor toepassingen van 110-220 kV bieden analytische methoden gebaseerd op de methode van afbeeldingen voldoende nauwkeurigheid.

Belangrijkste simulatie-inputs:

  • Spanning van systeemfase naar aarde bij nominale maximumspanning (Um/3Um/\sqrt{3})
  • Ontkoppelingsgeometrie van tekeningen van fabrikant - neem alle hardwaredetails op binnen 500 mm van de coronakritische zone
  • Geometrie van de grondplaat - torenstructuur, dwarsarm en aangrenzende fasegeleiders
  • Hoogtecorrectie voor de diëlektrische sterkte van lucht: Ethreshold=3.0×δ kV/mmE_{drempel} = 3.0 \times \delta \text{ kV/mm}

Simulatie-uitgang vereist:

  • Maximaal elektrisch veld aan het oppervlak bij elk coronakritisch hardwarepunt zonder coronaring
  • Elektrische veldverdelingskaart met de 3.0×δ kV/mm3.0 xt. xt. xt. kV/mm drempelcontour
  • Voorgestelde ringpositie die alle velden van het hardwareoppervlak onder 2.4×δ kV/mm2.4 \times \delta \kV/mm} (80% van de begindrempel - standaard ontwerpmarge)

Stap 3: Ringafmetingen bepalen

Bepaal uit de simulatieresultaten:

Diameter ring (D):
D=2×(rhardware+Δrgrading)D = 2 \times (r_{hardware} + \delta r_{grading})

Waar rhardwarer_{hardware} de radiale omvang van de hardwarezone en Δrgrading\delta r_{grading} is de extra radiale speling die nodig is om het piekveld te reduceren tot 80% van de begindrempel - meestal 50-150 mm afhankelijk van de spanningsklasse.

Buisdiameter (d):
De ringbuis mag zelf geen coronabron worden. Minimale buisdiameter:
dmin=VphaseearthEthreshold×πd_{min} = \frac{V_{fase-aarde}}{E_{drempel} \times \pi}

Voor 220 kV faseaarde op zeeniveau: dmin=127 kV3.0 kV/mm×π13.5 mmd_{min} = \frac{127 \kV}}{3.0 \kV/mm} \ρ pi} ρ 13,5 ρ mm} - Maar praktische ringen gebruiken een buisdiameter van 60-80 mm om marge en mechanische stevigheid te bieden.

Axiale positie (z):
Het middenvlak van de ring moet zo worden geplaatst dat het hardwarepunt dat wordt beschermd, binnen de veldsorteerenvelop van de ring valt. De axiale verschuiving van het hardwarepunt naar het middenvlak van de ring:

zoffset=0.3×D naar 0.5×Dz_{offset} = 0.3 maal D tekst{ tot } 0,5 maal D

Dit is de parameter die het vaakst verkeerd wordt ingesteld - door de ring te ver axiaal van het hardwarepunt te plaatsen, valt de hardware volledig buiten het bereik van de sortering.

Stap 4: Controleer de plaatsing met een post-installatie RIV-test

IEC 60437 specificeert de testmethode voor radio-interferentiespanning voor hoogspanningsapparatuur buitenshuis. RIV-tests na installatie zijn verplicht voor alle scheiders boven 110 kV:

SpanningsklasseRIV-testspanningMaximaal toelaatbare RIVTestnorm
110 kV64 kV (fase-aarde)500 μV (bij 0,5 MHz)IEC 60437
220 kV127 kV (fase-aarde)1.000 μV (bij 0,5 MHz)IEC 60437
330 kV190 kV (fase-aarde)1,500 μV (bij 0,5 MHz)IEC 60437
500 kV289 kV (fase-aarde)2,500 μV (bij 0,5 MHz)IEC 60437

Als uit RIV-tests blijkt dat niet aan de eisen wordt voldaan, moet de axiale positie van de ring in stappen van 25 mm worden aangepast in de richting van het hardwarepunt en opnieuw worden getest - de axiale positie is de gevoeligste afstelparameter en moet als eerste worden gecorrigeerd voordat de ringdiameter wordt gewijzigd.

Stap 5: Plaatsing documenteren als inbedrijfstellingsverslag

  • Noteer ringdiameter, buisdiameter, axiale verschuiving vanaf het klemvlak en radiale verschuiving vanaf de as van de ontkoppelaar.
  • Foto ringinstallatie vanuit drie loodrechte standpunten met dimensionale referentieschaal
  • Registreer RIV-testresultaten bij nominale spanning en bij 110% nominale spanning
  • Bewaren als permanent inbedrijfstellingsverslag - vereist voor levenscycluscontrole met tussenpozen van 10 jaar

Een tweede klantcase demonstreert de axiale positiegevoeligheid. Een EPC-aannemer die een installatie van een 500 kV buitenscheider in het Midden-Oosten beheerde, installeerde corona ringen volgens een algemene specificatietabel - ringdiameter 800 mm, buisdiameter 110 mm, axiale positie 400 mm van het klemvlak. RIV-tests na installatie toonden 3.800 μV - 52% boven de IEC-limiet van 2.500 μV. Elektrische veldsimulatie bevestigde dat de klemhardware 180 mm buiten het veld van de ring lag op de gespecificeerde axiale positie. Door de ring 160 mm dichter bij de klem te plaatsen - tot een axiale offset van 240 mm - kwam alle hardware binnen het bereik van de veldsortering. Opnieuw testen bevestigde dat 1.950 μV - 22% onder de IEC-limiet lag. De gehele niet-conformiteit werd veroorzaakt door een enkele axiale positiefout van 160 mm.

Welke installatiefouten maken de prestaties van de Corona Ring ongeldig en hoe moet de levenscyclusverificatie worden gestructureerd?

Installatie en levenscycluscontrole van Corona Ring
Installatie en levenscycluscontrole van Corona Ring

Correcte installatieprocedure voor efficiëntie van corona ringen

  1. Controleer de ringafmetingen aan de hand van de projectspecifieke berekening - installeer nooit een coronaring uit een tabel met algemene spanningsklassen zonder te controleren of de ringdiameter, buisdiameter en axiale positie overeenkomen met de uitvoer van de FEM-simulatie voor de specifieke scheidergeometrie
  2. Inspecteer de afwerking van het ringoppervlak vóór installatie - oppervlakkige krassen, deuken of bewerkingssporen op de ringbuis creëren lokale veldconcentraties die corona van de ring zelf genereren; verwerp elke ring met oppervlaktedefecten dieper dan 0,5 mm
  3. Haal de bevestigingshardware aan volgens specificatie - corona ringen worden gemonteerd op aluminium of roestvrije hardware; te weinig aangedraaide verbindingen creëren microgaten die corona genereren op het raakvlak tussen ring en hardware.
  4. Controleer de axiale positie met een gekalibreerd meetinstrument - gebruik een meetlat of laserafstandsmeter om de axiale verschuiving van het klemmenvlak naar het middenvlak van de ring te bevestigen; een visuele schatting is onvoldoende voor de nauwkeurigheid van de axiale positie
  5. Bevestig dat de ring concentrisch is met de as van de ontkoppelaar - excentrische ringmontage verschuift de veldsorteringsenvelop buiten de as, waardoor één kant van de hardware onbeschermd blijft; controleer de concentriciteit binnen ±5 mm

Meest voorkomende installatiefouten

  • Spanningsklassetabellen gebruiken zonder hoogtecorrectie: De meest voorkomende fout bij stroomdistributieprojecten op grote hoogte - een ring die correct is gedimensioneerd voor zeeniveau is systematisch te klein gedimensioneerd op hoogte en de fout is onzichtbaar zonder RIV-tests.
  • Axiale positie instellen door visuele schatting: De axiale positie is de gevoeligste parameter voor corona ringen - een axiale fout van 50-100 mm kan het hardwarepunt volledig buiten de sorteringsenvelop verschuiven, waardoor de ring niet meer effectief is.
  • Ringen met oppervlakteschade installeren: Een ingedeukte of bekraste coronaring genereert corona van zijn eigen oppervlak, waardoor een nieuwe emissiebron ontstaat en het oorspronkelijke hardwarepunt gedeeltelijk wordt geclassificeerd - het nettoresultaat kan een hogere RIV zijn dan zonder ring
  • Het weglaten van de mespuntring op open scheiders: Veel specificaties bevatten klemmenringen maar laten de ring voor de bladtip weg - de open bladtip is het punt met het hoogste veld op de stroomonderbreker en vereist een eigen ring boven 110 kV.
  • RIV-tests na installatie overslaan: Zonder RIV-tests blijven fouten bij de plaatsing van corona ringen onopgemerkt tot degradatie van de isolator, klachten over radiostoring of overtredingen van hoorbare ruis onderzoek afdwingen - vaak jaren na de installatie.

Levenscycluscontroleschema voor coronaringen op buitenluchtschakelaars

Verificatie ActiviteitIntervalMethodeSlaag Criterium
Visuele inspectieJaarlijksVerrekijker of drone op grondniveauGeen zichtbare coronagloed 's nachts; geen oppervlakteschade
RIV-meting10 jaarIEC 60437-testsetBinnen IEC-limiet voor spanningsklasse
Inspectie van de oppervlaktegesteldheid10 jaarNauwgezette inspectie tijdens lijnuitvalGeen deuken, corrosie of oppervlaktedefecten >0,5 mm
Aandraaimoment bevestigingshardware10 jaarMomentsleutel op nominale waardeAlle bevestigingsmiddelen met gespecificeerd koppel
Axiale positieverificatieNa elk onderhoudGekalibreerde metingBinnen ±10 mm van inbedrijfstellingsrecord
Inspectie na defectNa een storingVisueel + RIVBevestig dat de ring niet is verplaatst of beschadigd

Levenscyclusdegradatiemechanismen voor coronaringen

  • Aluminiumcorrosie in kustomgevingen: Zoutnevelaanslag op aluminium ringoppervlak creëert putjes die corona van de ring zelf genereren - geef geanodiseerde of marine-grade aluminiumlegering op voor stroomdistributie-installaties aan de kust
  • Loskomen door trillingen: Door eolische trillingen op bovengrondse kabelconstructies raakt de bevestigingshardware van ringen in de loop der jaren los - jaarlijkse controle van de torsie is essentieel
  • Thermische fietsmoeheid: Grote temperatuurschommelingen in continentale klimaten veroorzaken differentiële thermische uitzetting tussen de aluminium ring en de stalen montagehardware - inspecteer de montage-interface met tussenpozen van 10 jaar op wrijvingscorrosie
  • UV-degradatie van polymere bevestigingsonderdelen: Alle polymeer afstandhouders of isolerende componenten in de ringmontage degraderen onder UV-blootstelling - gebruik UV-gestabiliseerde materialen die geschikt zijn voor hoogspanningsbedrijf buitenshuis.

Conclusie

Ringdiameter, buisdiameter, axiale positie en hoogtecorrectie zijn onderling afhankelijke parameters die moeten worden afgeleid uit elektrische veldsimulatie van de specifieke scheidergeometrie en geverifieerd door RIV-tests na installatie volgens IEC 60437. De fouten met de meeste gevolgen - weglaten van de hoogtecorrectie, schatting van de axiale positie, weglaten van de ring aan de bladtip en acceptatie van oppervlakteschade - zijn allemaal onzichtbaar zonder rigoureuze tests en resulteren allemaal in IEC-conformiteit die de betrouwbaarheid van de isolator en de elektromagnetische compatibiliteit van het net geleidelijk aantast. Specificeer corona ringen volgens de basisprincipes, installeer ze volgens gekalibreerde maattoleranties, controleer ze met RIV-tests bij inbedrijfstelling en controleer ze opnieuw om de 10 jaar - want een corona ring die in de verkeerde positie is geïnstalleerd is geen veiligheidsmarge, maar een valse zekerheid.

Veelgestelde vragen over de plaatsing van coronaringen op scheiders voor buitengebruik

V: Waarom is de axiale positie de meest kritieke en vaakst onjuiste parameter voor het plaatsen van corona ringen op ontkoppelaars voor gebruik buitenshuis?

A: De axiale positie bepaalt of het te beschermen hardwarepunt binnen de veldsorteereenheid van de ring valt - een fout van 50-100 mm kan de hardware volledig buiten de zone van de veldsorteereenheid brengen, waardoor de ring ineffectief wordt en een valse indruk van conformiteit wordt gecreëerd die alleen door RIV-testen aan het licht komt.

V: Welke invloed heeft de hoogte van de installatie op de dimensionering van corona ringen voor scheiders in de buitenlucht in hoogspanningsdistributieprojecten?

A: De luchtdichtheid neemt af met de hoogte, waardoor de drempelwaarde voor het optreden van corona met ongeveer 8% per 1.000 m afneemt - een ring met de juiste afmetingen voor zeeniveau is systematisch ondermaats op hoogte en moet zijn diameter met 8% per 1.000 m boven zeeniveau vergroten om gelijkwaardige prestaties in het veld te behouden.

V: Waarom is er voor een buitenscheider in de open stand een aparte corona-ring nodig bij de bladtip boven 110 kV?

A: De bladtip met open positie is een vrij geleidereinde - de hoogst mogelijke veldgeometrie - met een kromtestraal van 5-15 mm die extreme veldconcentratie genereert bij transmissiespanningen; klemringen breiden hun veldgradatieomhullende niet uit naar de bladtip, waarvoor een eigen speciale ring nodig is.

V: Wat is de juiste procedure als uit RIV-tests na installatie blijkt dat een nieuw geïnstalleerde corona-ring van de buitenontkoppelaar niet aan de voorschriften voldoet?

A: Pas de axiale positie van de ring aan in stappen van 25 mm in de richting van het hardwarepunt en test opnieuw na elke aanpassing - de axiale positie is de meest gevoelige parameter en de eerste correctie die moet worden toegepast voordat de ringdiameter of buisdiameter wordt gewijzigd.

V: Hoe vaak moeten er RIV-tests worden uitgevoerd op coronaringen tijdens de levensduur van een hoogspanningsinstallatie met scheiders voor buiten?

A: RIV-tests volgens IEC 60437 moeten worden uitgevoerd bij de inbedrijfstelling, na 10-jaarlijkse onderhoudsintervallen, na elke fout die de ringhardware kan hebben verplaatst en na elke onderhoudsactiviteit waarbij de ring moest worden verwijderd en opnieuw geïnstalleerd.

  1. “Diëlektrische sterkte”, https://en.wikipedia.org/wiki/Dielectric_strength. Geeft de standaard atmosferische referentiewaarde voor de diëlektrische afbraak van lucht. Bewijsrol: algemeen_ondersteund; Bron type: onderzoek. Ondersteunt: diëlektrische afbraakdrempel van lucht.

  2. “IEC 60437: Radiostoringstest op hoogspanningsisolatoren”, https://webstore.iec.ch/publication/2054. Beschrijft de internationale specificaties voor spanningsdrempels voor radiostoring. Bewijsrol: general_support; Bron type: standaard. Ondersteunt: IEC 60437 voorschriften en limieten.

  3. “IEC 60815-3: Selectie en dimensionering van hoogspanningsisolatoren bedoeld voor gebruik in verontreinigde omstandigheden”, https://webstore.iec.ch/publication/3592. Definieert richtlijnen voor de degradatie van polymere isolatoren door milieu-invloeden zoals UV en corona. Bewijsrol: mechanisme; Bron type: standaard. Ondersteunt: IEC 60815-3 naleving voor oppervlakte-erosie van isolatoren.

  4. “Invloed van de hoogte op de kenmerken van coronaontladingen”, https://ieeexplore.ieee.org/document/7588236. Academische studie die de proportionele relatie tussen luchtdichtheidsdalingen en corona-opkomstspanning kwantificeert. Bewijsrol: statistisch; Bron type: onderzoek. Ondersteunt: verlaging van de corona-opstartspanning met ongeveer 11%.

  5. “Simulatie van elektrisch veld met behulp van eindige-elementenmethode”, https://www.comsol.com/multiphysics/electric-field-simulation. Legt de methodologie uit die wordt gebruikt voor het computationeel modelleren van topologieën van hoogspanningselektrische velden. Bewijsrol: mechanisme; Bron type: industrie. Ondersteunt: Simulatie van elektrische velden met behulp van eindige-elementenmethode (FEM)-software.

Gerelateerd

Jack Bepto

Hallo, ik ben Jack, een specialist op het gebied van elektrische apparatuur met meer dan 12 jaar ervaring in stroomdistributie en middenspanningssystemen. Via Bepto electric deel ik praktische inzichten en technische kennis over de belangrijkste componenten van het elektriciteitsnet, waaronder schakelapparatuur, lastscheidingsschakelaars, vacuümvermogenschakelaars, scheiders en instrumenttransformatoren. Het platform organiseert deze producten in gestructureerde categorieën met afbeeldingen en technische uitleg om ingenieurs en professionals in de industrie te helpen elektrische apparatuur en de infrastructuur van het elektriciteitssysteem beter te begrijpen.

Je kunt me bereiken op [email protected] voor vragen over elektrische apparatuur of toepassingen van voedingssystemen.

Inhoudsopgave
Formulier Contact
Uw informatie is veilig en gecodeerd.