Transpower, der Übertragungsnetzbetreiber in Neuseeland, verwendete erstmals Messungen des Verschmutzungsindex bei der Modernisierung seines HGÜ-Übertragungssystems. Das einzige HGÜ-System des Landes wurde ursprünglich im Jahr 1965 mit einer Nennleistung von ±250 kV und 600 MW installiert. Die Leistung bei Verschmutzungsüberschlägen war in den ersten 24 Betriebsjahren sowohl im Binnenland als auch in Küstenabschnitten im Allgemeinen zufriedenstellend.
Anschließend wurde diese HGÜ-Verbindung in zwei Stufen leistungsgesteigert. Zunächst wurde die Leistung auf plus 250/-350 kV, 1240 MW erhöht, indem die Ventilgruppen neu konfiguriert, neue 350-kV-Ventilgruppen installiert und die Leitung für 350 kV neu isoliert wurden. Im Jahr 1989 wurden die Isolationsanforderungen für 350-kV-Geräte berücksichtigt und ein Programm zur Erfassung von Verschmutzungsdaten an verschiedenen Stellen entlang der Leitung und an den Kabelanschlüssen initiiert. Dieses Programm maß ESDDon-unterstützte Übertragungsisolatoren an 8 Leitungsstandorten.
Anschließend wurden Verschmutzungsüberschlagstests an dem auf der 250-kV-Leitung verwendeten Isolatortyp (z. B. NGK CA808porcelain) sowie an der späteren, moderneren Konstruktion (NGK CA745-EJ Porcelainfog-Typ) durchgeführt, um die relative Leistung zu ermitteln. Diese Tests wurden auf zwei ESDD-Ebenen durchgeführt, entsprechend den Binnen- und Küstengebieten. Für den Binnenabschnitt reichten 14 neue Isolatoren bei 350 kV nicht ganz aus
Leistung von 12 der alten Isolatoren bei 250 kV. Außerdem zeigte eine Studie über Leitungsüberspannungen, dass 14-Isolatoren die Designkriterien für die Schaltstoßfestigkeit nicht erfüllen würden. Daher wurden in diesem Abschnitt 15 Isolatoren verwendet
Die Leitung wurde mit Porzellanisolatoren mit einer Kriechstrecke von 54 mm pro Scheibe und einem Scheibenabstand von 17 0 mm neu isoliert, was zu einem Verhältnis von Kriechstrecke zu Stranglänge von 3,2 führte. Küstengebiete mit einem ESDD-Wert von 0,12 mg/cm2 erforderten Isolatorstränge bestehend aus 33 Scheiben, während Binnengebiete mit einem ESDD-Wert von 0,01 mg/cm2 Stränge aus 15 Scheiben erforderten.
Derzeit hat Transpower viele dieser ursprünglichen Porzellanisolatoren durch Glas ersetzt. Außerdem wurde in den letzten Jahren nach erfolglosen Erfahrungen mit EPDM-Material darüber nachgedacht, Silikonverbund- und silikonbeschichtete Glasisolatoren zur Verbesserung der Verschmutzungsleistung in Küstengebieten einzusetzen. Beispielsweise zeigten die auf der HGÜ-Leitung von Transpower installierten EPDM-Isolatoren eine geringfügige Erosion an der Schnittstelle zu den kalten Endanschlüssen, Abschirmungen entlang der Isolatorlänge und erhebliche Risse im Kernstabgehäuse in der Nähe der Endanschlüsse.
IEC 608154 präsentiert eine vereinfachte Methode zur Bestimmung des für Gleichstromisolatoren erforderlichen USCD auf der Grundlage der CIGRE TB 518-Richtlinien. Nach dieser Norm besteht die genaueste Möglichkeit, Informationen über den Schweregrad des Standorts zu erhalten, darin, Daten direkt aus der Betriebserfahrung von Gleichstromleitungen zu erhalten. Die an unter Spannung stehenden Porzellanisolatoren gemessenen ESDD-Werte müssen dann korrigiert werden, um den Schweregrad der Standortverschmutzung zu bestimmen, wenn der Kandidatenisolator vom Referenzisolator abweicht. Daher verwendet Transpower derzeit die IEC-Korrekturrichtlinie, um den USCDdc für HTM- und Nicht-HTMin-Isolatoren zu bestimmen, mit Ausnahme der für ESDD-Messungen verwendeten Porzellanisolatoren.
Der Referenz-Gleichstrom-UCSD (RUSCDdc) wird für Kandidaten aus Glas (nicht HTM) und Silikonverbundisolatoren (HTM) ermittelt und korrigiert, um den erforderlichen USCD für jeden Kandidaten zu erhalten. Die in IEC 60815-4 angegebene empirische Gleichung, die die Referenzkriechstrecke mit der Schwere der Verschmutzung korreliert, hat die Form der folgenden Gleichung:
Dabei sind B und empirische Konstanten, die für jeden Isolatortyp unterschiedlich sind, und der Schweregrad der Verschmutzung, ausgedrückt als ESDD für Verschmutzung vom Typ A und als standortäquivalenter Salzgehalt (SES) für Verschmutzung vom Typ B.
Bei Verwendung von Glasisolatoreinheiten mit einem Abstand von 170 mm und einer Kriechstrecke von 550 mm ist für Küstenregionen eine 44-Scheibenisolatorkette erforderlich. Die Anzahl der Scheiben verringert sich auf 35, wenn Isolatoreinheiten mit einem Abstand von 190 mm und einer Kriechstrecke von 690 mm verwendet werden. Diese Zahlen ergeben Isolatorlängen zwischen 6,6 und 7,5 Metern.
Da die Übertragungsleitungsstrukturen (mit Ausnahme von 24 Strukturen) nicht vollständig für die erhöhte Systemspannung modifiziert worden waren, konnten solche langen Isolatoren nicht in die obere Geometrie der vorhandenen Gittertürme eingebaut werden, ohne die erforderlichen elektrischen Abstände zu verletzen. Derzeit sind beide Glasisolatorstränge (33 Einheiten) auf verschiedenen Abschnitten der Übertragungsleitung installiert. Die Verschmutzungsleistung der Silikon-Verbundisolatoren war zufriedenstellend. Dennoch musste die Langzeitleistung dieser Isolatoren überwacht werden.
Die andere Herausforderung war der hohe Korrosionsindex entlang der Leitungsstrecke, der eine Zinkmanschette an der Endbefestigung der Verbundisolatoren erforderte. Die schlechte Verschmutzungsleistung früherer Isolatoren (hauptsächlich Porzellan und EPDM) in Küstenregionen, verbunden mit den Schwierigkeiten beim Einbau einer langen Glasisolatorkette in die bestehende Turmspitzengeometrie und Unsicherheiten hinsichtlich der Verschmutzungsleistung installierter Silikonverbundisolatoren führten zu der Entscheidung, die Verschmutzungsleistung installierter Isolatoren zu überwachen. Von Mai 2002 bis Juni 2003 führte Transpower ein 12-monatiges Programm an 15 Standorten von Wechselstrom-Umspannwerken durch, um die jeweils vorherrschenden Umweltfaktoren zu bewerten. Diese Tests umfassten monatliche Staubablagerungsmessungen sowie tatsächliche monatliche, 3-, 6- und 12-Monatsäquivalent-Messungen der Salzablagerungsdichte durch Messung der Oberflächenleitfähigkeit.
Im Jahr 2019 begann Transpower mit der Messung des Leckstroms an mit Gleichstrom versorgten silikonbeschichteten Glas- und Verbundisolatoren. Außerdem begannen im September 2019 monatliche DDDG- und Windmessungen.
Nehmen Sie am INMR WORLD CONGRESS 2022 in Berlin teil, wo Getriebedesigningenieur Kamran Rezaei von Transpower Serviceerfahrungen mit verschiedenen Isolatordesigns im neuseeländischen HGÜ-Übertragungssystem besprechen wird. Er wird auch erklären, wie die Überwachung des Leckstroms auf beschichteten Glasisolatoren die Beurteilung ermöglicht hat, ob die Hydrophobie eine verringerte Kriechstrecke von Strings ermöglichen kann, indem er Daten aus Feldstudien mit dem Ansatz von IEC 60815-4 korreliert.
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