ในฐานะซัพพลายเออร์ของอุปกรณ์สายเหนือศีรษะฉันได้เห็นความท้าทายที่ไม่เหมือนใครโดยตรงที่มาพร้อมกับการบูรณาการส่วนประกอบเหล่านี้เข้ากับระบบแรงดันไฟฟ้าโดยตรง - ปัจจุบัน - ปัจจุบัน (HVDC) เทคโนโลยี HVDC ได้รับแรงฉุดอย่างมีนัยสำคัญในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเนื่องจากความสามารถในการส่งพลังงานจำนวนมากในระยะทางไกลโดยมีการสูญเสียที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับระบบสลับ - ปัจจุบัน (AC) อย่างไรก็ตามการใช้อุปกรณ์สายเหนือศีรษะในระบบ HVDC นำเสนอชุดของความท้าทายที่ต้องพิจารณาอย่างรอบคอบ
ความท้าทายด้านประสิทธิภาพไฟฟ้า
การปล่อยโคโรนา
หนึ่งในความท้าทายทางไฟฟ้าหลักในระบบ HVDC คือการปล่อยโคโรนา โคโรนาเกิดขึ้นเมื่อความแรงของสนามไฟฟ้ารอบตัวนำนั้นเกินความแข็งแรงของการสลายตัวของอากาศโดยรอบ ในระบบ HVDC ลักษณะทางเดียวของกระแสไฟฟ้าสามารถนำไปสู่ลักษณะของโคโรนาที่แตกต่างกันเมื่อเทียบกับระบบ AC
ขั้วของแรงดันไฟฟ้า HVDC อาจมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการก่อตัวของโคโรนา ขั้วบวกโดยทั่วไปส่งผลให้เกิดกิจกรรมโคโรนาที่รุนแรงมากขึ้นซึ่งอาจทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานสัญญาณรบกวนทางวิทยุและเสียงรบกวนจากเสียง อุปกรณ์สายเหนือศีรษะเช่นมุมกากบาทมุมเหล็กซึ่งอยู่ใกล้กับตัวนำสามารถได้รับผลกระทบจากโคโรนา ขอบที่คมชัดและพื้นผิวที่ผิดปกติของอุปกรณ์เหล่านี้สามารถทำให้ความเข้มข้นของสนามไฟฟ้าเพิ่มขึ้นได้เพิ่มโอกาสในการปล่อยโคโรนา
การสูญพันธุ์ DC ARC
ความท้าทายทางไฟฟ้าอีกประการหนึ่งคือการสูญพันธุ์ของส่วนโค้ง DC ในระบบ AC กระแสตามธรรมชาติจะข้ามศูนย์ทุกครึ่งวงจรซึ่งช่วยในการสูญพันธุ์อาร์ค อย่างไรก็ตามในระบบ HVDC ไม่มีศูนย์ธรรมชาติ - การข้ามกระแสไฟฟ้า เมื่อเกิดความผิดพลาดเช่นวงจรสั้น ๆ อาร์คสามารถก่อตัวและยากที่จะดับ
อุปกรณ์สายเหนือศีรษะมีบทบาทสำคัญในประสิทธิภาพโดยรวมของระบบในช่วงเงื่อนไขความผิดพลาด ตัวอย่างเช่น,อุปกรณ์เคเบิลอุปกรณ์ Iron Crossอาจสัมผัสกับส่วนโค้งพลังงานสูงในระหว่างความผิด วัสดุและการออกแบบของอุปกรณ์เหล่านี้จำเป็นต้องทนต่อความร้อนและแรงทางกลที่เกี่ยวข้องกับส่วนโค้ง DC โดยไม่มีความเสียหายอย่างมีนัยสำคัญ
ความท้าทายเชิงกล
การขยายตัวทางความร้อนและการหดตัว
ระบบ HVDC สามารถสัมผัสกับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่สำคัญเนื่องจากการไหลของพลังงานและสภาพแวดล้อม อุปกรณ์สายเหนือศีรษะอาจมีการขยายตัวทางความร้อนและการหดตัวซึ่งอาจทำให้เกิดความเครียดทางกลในส่วนประกอบ
ค่าสัมประสิทธิ์ที่แตกต่างกันของการขยายตัวทางความร้อนของวัสดุที่ใช้ในอุปกรณ์และตัวนำสามารถนำไปสู่การเยื้องศูนย์และการคลายการเชื่อมต่อ ตัวอย่างเช่นหากไฟล์ฮาร์ดแวร์สายค่าใช้จ่ายในการจุ่มชุบสังกะสีมีอัตราการขยายตัวที่แตกต่างกันเมื่อเทียบกับตัวนำมันอาจส่งผลให้ด้ามจับลดลงเพิ่มความเสี่ยงของการลื่นไถลของตัวนำหรือแม้กระทั่งการตัดการเชื่อมต่อ
การสั่นสะเทือนและการควบ
ลม - การสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นและการควบรวมเป็นความท้าทายเชิงกลทั่วไปในสายไฟเหนือศีรษะ ในระบบ HVDC ลักษณะเดียวของกระแสไฟฟ้าสามารถโต้ตอบกับลมและสนามแม่เหล็กซึ่งอาจนำไปสู่รูปแบบการสั่นสะเทือนที่ซับซ้อนมากขึ้น
อุปกรณ์สายเหนือศีรษะต้องได้รับการออกแบบมาเพื่อต้านทานแรงแบบไดนามิกเหล่านี้ การกระจายรูปร่างและมวลของอุปกรณ์สามารถส่งผลกระทบต่อลักษณะทางอากาศพลศาสตร์ของเส้น อุปกรณ์ที่ได้รับการออกแบบอย่างไม่เหมาะสมอาจเพิ่มความไวของเส้นต่อการสั่นสะเทือนและการควบรวมซึ่งอาจทำให้เกิดความเสียหายต่อความเหนื่อยล้าต่ออุปกรณ์และตัวนำเมื่อเวลาผ่านไป
ความท้าทายด้านสิ่งแวดล้อม
การกัดกร่อน
การกัดกร่อนเป็นความท้าทายด้านสิ่งแวดล้อมที่สำคัญสำหรับอุปกรณ์สายเหนือศีรษะในระบบ HVDC การปรากฏตัวของความชื้นมลพิษและอิเล็กโทรไลต์ในสภาพแวดล้อมสามารถเร่งกระบวนการกัดกร่อน
Hot - Dip Galvanizing เป็นวิธีทั่วไปที่ใช้ในการปกป้องฮาร์ดแวร์สายค่าใช้จ่ายในการจุ่มชุบสังกะสีจากการกัดกร่อน อย่างไรก็ตามในระบบ HVDC กระแสทิศทางเดียวสามารถทำให้เกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการกัดกร่อนอิเล็กโทรไลต์ การไหลของกระแส DC สามารถสร้างความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นระหว่างโลหะที่แตกต่างกันในการปรับหรือระหว่างการติดตั้งและตัวนำซึ่งนำไปสู่การกัดกร่อนเร่ง
มลพิษและการปนเปื้อน
มลพิษและการปนเปื้อนจากการปล่อยก๊าซเรือนกระจกฝุ่นและสเปรย์เกลืออาจส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของอุปกรณ์สายเหนือศีรษะ สารปนเปื้อนเหล่านี้สามารถสะสมบนพื้นผิวของอุปกรณ์ลดคุณสมบัติของฉนวนไฟฟ้าและเพิ่มความเสี่ยงของการวาบไฟ
ตัวอย่างเช่นในพื้นที่ชายฝั่งสเปรย์เกลือสามารถฝากชั้นนำไฟฟ้าบนอุปกรณ์ซึ่งสามารถนำไปสู่กระแสรั่วไหลและการติดตามพื้นผิว อุปกรณ์สายเหนือศีรษะจะต้องได้รับการออกแบบด้วยการรักษาพื้นผิวและโปรไฟล์ที่เหมาะสมเพื่อลดการสะสมของมลพิษและเพื่อรักษาความสมบูรณ์ทางไฟฟ้าและเชิงกลในสภาพแวดล้อมที่มีมลพิษ
ความท้าทายความเข้ากันได้ของวัสดุ
ความเข้ากันได้กับตัวนำ
ความเข้ากันได้ระหว่างอุปกรณ์สายเหนือศีรษะและตัวนำเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการทำงานที่เชื่อถือได้ของระบบ HVDC ตัวนำประเภทต่าง ๆ เช่นอลูมิเนียมและทองแดงมีคุณสมบัติเชิงกลและไฟฟ้าที่แตกต่างกัน
วัสดุที่เหมาะสมจะต้องได้รับการคัดเลือกเพื่อให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อไฟฟ้าและเครื่องจักรกลที่ดีกับตัวนำ ตัวอย่างเช่นความต้านทานการติดต่อระหว่างการปรับและตัวนำควรลดลงเพื่อลดการสูญเสียพลังงาน นอกจากนี้วัสดุควรเข้ากันได้ในแง่ของค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนเพื่อหลีกเลี่ยงความเครียดทางกลระหว่างการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ
ความเข้ากันได้กับฉนวน
อุปกรณ์สายเหนือศีรษะมักจะใช้ร่วมกับฉนวน ความเข้ากันได้ระหว่างอุปกรณ์และฉนวนเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการรักษาฉนวนไฟฟ้าของระบบ
วัสดุของอุปกรณ์ไม่ควรทำให้เกิดสารเคมีหรือการย่อยสลายทางกายภาพของฉนวน ตัวอย่างเช่นโลหะบางชนิดอาจทำปฏิกิริยากับวัสดุฉนวนภายใต้สภาพแวดล้อมบางอย่างซึ่งนำไปสู่การลดลงของประสิทธิภาพของฉนวน
กลยุทธ์การบรรเทา
ปรับปรุงการออกแบบ
เพื่อจัดการกับความท้าทายที่กล่าวถึงข้างต้นการออกแบบที่ดีขึ้นของอุปกรณ์สายเหนือศีรษะเป็นสิ่งจำเป็น ซึ่งรวมถึงการใช้ขอบโค้งมนและพื้นผิวที่เรียบเพื่อลดความเข้มข้นของสนามไฟฟ้าและลดการปล่อยโคโรนา การออกแบบควรคำนึงถึงการขยายตัวทางความร้อนและการหดตัวของวัสดุเพื่อให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อเชิงกลที่มั่นคง
วัสดุขั้นสูง
การใช้วัสดุขั้นสูงสามารถช่วยในการบรรเทาความท้าทาย ตัวอย่างเช่นการใช้การกัดกร่อน - โลหะผสมที่ทนทานและโพลีเมอร์ที่มีความแข็งแรงสูงสามารถปรับปรุงความทนทานของอุปกรณ์ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง วัสดุเหล่านี้ยังสามารถให้ความเข้ากันได้ดีขึ้นกับตัวนำและฉนวน
การตรวจสอบและบำรุงรักษา
การตรวจสอบและบำรุงรักษาอุปกรณ์สายเหนือศีรษะเป็นประจำในระบบ HVDC มีความสำคัญ ซึ่งรวมถึงการตรวจสอบด้วยสายตาการทดสอบไฟฟ้าและการทดสอบเชิงกล การตรวจสอบสามารถช่วยในการตรวจจับสัญญาณเริ่มต้นของปัญหาเช่นการกัดกร่อนการคลายการเชื่อมต่อหรือความเสียหายเนื่องจากการสั่นสะเทือน
บทสรุป
โดยสรุปการใช้อุปกรณ์สายเหนือศีรษะในระบบ HVDC นำเสนอช่วงของความท้าทายในแง่ของประสิทธิภาพทางไฟฟ้าความสมบูรณ์ทางกลความทนทานต่อสิ่งแวดล้อมและความเข้ากันได้ของวัสดุ ในฐานะซัพพลายเออร์ของอุปกรณ์สายเหนือศีรษะเรากำลังทำงานอย่างต่อเนื่องในการพัฒนาโซลูชันเพื่อเอาชนะความท้าทายเหล่านี้
ด้วยการทำความเข้าใจข้อกำหนดเฉพาะของระบบ HVDC และการลงทุนในการวิจัยและพัฒนาเราสามารถให้บริการอุปกรณ์ที่มีคุณภาพสูงซึ่งทำให้มั่นใจได้ว่าการทำงานที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพของระบบเหล่านี้ หากคุณมีส่วนร่วมในโครงการ HVDC และกำลังมองหาอุปกรณ์สายค่าโสหุ้ยที่เชื่อถือได้เราขอเชิญคุณติดต่อเราสำหรับการสนทนาโดยละเอียดและเพื่อสำรวจว่าผลิตภัณฑ์ของเราสามารถตอบสนองความต้องการเฉพาะของคุณได้อย่างไร
การอ้างอิง
- Grover, PK (2014) วิศวกรรมแรงดันสูง ไวลีย์อินเดีย
- Greenwood, A. (1991) ไฟฟ้าชั่วคราวในระบบพลังงาน Wiley - Interscience
- Li, G. , & Chen, G. (2018) ระบบส่งสัญญาณ HVDC: หลักการการสร้างแบบจำลองและการควบคุม สปริงเกอร์
