Progressi nella standardizzazione del Creepage consigliato in DC

La domanda odierna di integrare le fonti rinnovabili nella fornitura di energia ha reso la trasmissione HVDC un'opzione molto più interessante rispetto al passato. Ciò è innescato da fattori quali il fatto che i sistemi HVDC possono essere meno costosi in termini di investimenti richiesti in attrezzature (stazioni di conversione, linee aeree, ecc.), che le perdite elettriche sono inferiori e che il diritto di passaggio è più stretto per un dato trasporto di energia scenario.

In servizio, l'isolamento esterno deve resistere a tutte le sollecitazioni di tensione e ambientali. Le prestazioni di inquinamento sono particolarmente importanti nella progettazione del coordinamento dell'isolamento e diventano il fattore determinante nella CC. Gli isolanti convenzionali in vetro e porcellana erano le uniche opzioni e l'esperienza combinata con la ricerca ha fornito una buona comprensione dei meccanismi di flashover utilizzando modelli sviluppati da Obenaus, Rizk e altri. Su questa base, il design dell'isolamento potrebbe essere adattato per funzionare bene in molte situazioni. Tuttavia, una serie di condizioni in situ, ad es. elevata gravità dell'inquinamento e/o scarse precipitazioni, hanno causato prestazioni instabili nei deserti, nei tunnel e nelle zone costiere. Con lo sviluppo di materiali non ceramici, è stato introdotto il concetto di isolante composito/polimerico e questo ha permesso di migliorare le prestazioni grazie alla diversa geometria dell'isolante (diametri più piccoli) e al comportamento della superficie (idrofobicità) in condizioni di inquinamento. È stato parte della curva di apprendimento che le cause e i meccanismi di guasto sono stati diversi rispetto agli isolatori convenzionali e le analisi passate dell'esperienza di servizio con materiali e design diversi rimangono valide oggi. Ad esempio, CIGRE ha pubblicato diversi documenti riguardanti il ​​​​comportamento in condizioni di inquinamento per assistere il lavoro di standardizzazione da parte dell'IEC TC 36 WG 11, tra cui: È stato parte della curva di apprendimento che le cause e i meccanismi di guasto sono stati diversi rispetto agli isolatori convenzionali e le analisi passate dell'esperienza di servizio con materiali e design diversi rimangono valide oggi. Ad esempio, CIGRE ha pubblicato diversi documenti riguardanti il ​​​​comportamento in condizioni di inquinamento per assistere il lavoro di standardizzazione da parte dell'IEC TC 36 WG 11, tra cui: È stato parte della curva di apprendimento che le cause e i meccanismi di guasto sono stati diversi rispetto agli isolatori convenzionali e le analisi passate dell'esperienza di servizio con materiali e design diversi rimangono valide oggi. Ad esempio, CIGRE ha pubblicato diversi documenti riguardanti il ​​​​comportamento in condizioni di inquinamento per assistere il lavoro di standardizzazione da parte dell'IEC TC 36 WG 11, tra cui:

• CIGRE TF 33.04.01: Isolatori inquinati: una revisione delle attuali conoscenze. Brochure tecnica 158, 2000,

• CIGRE WG C4.303: Isolamento esterno in condizioni di inquinamento: linee guida per la selezione e il dimensionamento – Parte 1: Principi generali e caso AC. Brochure Tecnica 361, 2008,

• CIGRE WG C4.303: Isolamento esterno in condizioni di inquinamento: linee guida per la selezione e il dimensionamento – Parte 2: Il caso DC. Brochure tecnica 518, 2012.

Il primo documento, del 2000, raccoglieva informazioni sulle prestazioni di vetro, porcellana e isolanti polimerici. Sulla base di ciò, CIGRE SC C4 è stato in grado di fornire linee guida più specifiche per la selezione e il dimensionamento dell'isolamento esterno data la varietà di diversi materiali dell'alloggiamento, tipi di isolanti e applicazioni. Sono stati pubblicati altri due documenti relativi a casi AC (2008) e DC (2012) di isolamento esterno. Un elemento principale in queste guide era la metodologia basata sulle prestazioni che considerava l'esperienza sul campo e in laboratorio. Durante la compilazione di questi documenti, è stato stabilito uno stretto collegamento con IEC TC 36 WG 11, che è stato responsabile della riscrittura e dell'aggiornamento della norma IEC 60815, "Selezione e dimensionamento di isolatori ad alta tensione per condizioni di inquinamento", pubblicata per la prima volta nel 1986.

• IEC/TS 60815-1 ed. 1: 2008: Selezione e dimensionamento degli isolatori ad alta tensione destinati all'uso in condizioni di inquinamento - Parte 1: Definizioni, informazioni e principi generali,

• IEC/TS 60815-2 ed. 1: 2008: Selezione e dimensionamento degli isolatori ad alta tensione destinati all'uso in condizioni di inquinamento - Parte 2: Isolatori in ceramica e vetro per sistemi CA,

• IEC/TS 60815-3 ed. 1: 2008: Selezione e dimensionamento di isolatori ad alta tensione destinati all'uso in condizioni di inquinamento – Parte 3: Isolatori polimerici per sistemi CA.

Con la disponibilità della brochure tecnica 518 come guida all'inquinamento CC, il lavoro di IEC/TS 60815-4 Ed. 1.0 intitolata “Selezione e dimensionamento di isolatori ad alta tensione destinati all'uso in condizioni di inquinamento – Parte 4: Isolatori per sistemi CC” è proseguita e ha portato alla votazione di una bozza comunitaria. A causa della relativa mancanza di esperienza nelle applicazioni CC rispetto a quelle CA, questo documento riassume le raccomandazioni per gli isolanti in ceramica, vetro e polimerici.

Per quanto riguarda il contenuto della brochure tecnica 518, CIGRE WG C4.303 ha rivisto e analizzato la pratica e l'esperienza disponibili per un servizio fino a 50 anni. La Guida può essere vista come il 'cuore' della norma IEC 80615-4 ed è diventata uno strumento importante per la selezione dell'isolamento esterno in base agli attuali requisiti del sistema HVDC, alle condizioni ambientali e alle più recenti tecnologie di isolamento. Mentre nei sistemi HVAC, le prestazioni di commutazione e fulmini sono i fattori dominanti con il principale impatto sulla lunghezza complessiva dell'isolamento, la lunghezza in HVDC è regolata principalmente dalla domanda di dispersione. Ciò è dovuto a un campo elettrostatico stabile lungo la lunghezza dell'isolante che, in combinazione con i venti prevalenti, porta a un continuo accumulo di inquinanti sulla superficie. Questi in genere vanno da 1 a 4 volte o più severi rispetto a un isolamento HVAC comparabile nello stesso ambiente di servizio. La situazione è solo peggiorata dal fatto che la corrente di dispersione nello strato di inquinamento non presenta stadi zero di corrente naturale. Di conseguenza, l'arco a banda secca può rivelarsi piuttosto distruttivo e il movimento termicamente stimolato di un arco di potenza CC può rendere inefficace la distanza di fuga.

L'esperienza a lungo termine in DC ha dimostrato che, dati i materiali degli alloggi che hanno un comportamento idrofobico duraturo, è improbabile un flashover stimolato dall'inquinamento. Tuttavia, se si verifica una temporanea perdita di idrofobicità, l'effetto termico delle scariche a banda secca può causare danni più gravi rispetto al caso CA equivalente (vedere anche la brochure tecnica 611, pubblicata nel 2015 e intitolata "Studio di fattibilità per un test di tracciamento ed erosione CC ”). La ricerca in corso, in particolare per una procedura di test per quantificare la ritenzione e il trasferimento dell'idrofobicità, ha dimostrato che le moderne formulazioni HTV di gomma siliconica (ovvero con un alto contenuto di ATH per una resistenza all'erosione superiore) hanno eccellenti proprietà idrofobiche e sono quindi anche una scelta eccellente per applicazioni DC .

dott gioielli schietti

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