Separatore: non solo un pezzo di metallo su un palo 

Quando si parla di linee ad alta tensione, tutti ricordano gli isolanti. E riguardo al separatore, spesso solo nel contesto di "beh, c'è qualche parte da riparare?". Questo infatti è uno degli elementi più critici nei raccordi lineari dal punto di vista meccanico ed elettrico. Se l'isolatore regge, il separatore assicura e consente di lavorare senza diseccitare l'intera linea. Molti designer si avvicinano ancora alla sua scelta secondo il principio residuo, ma invano. Poi in autostrada iniziano i problemi: non funziona al momento giusto, si inceppa o, peggio, si distrugge quando il filo si rompe in modo non previsto.

Cosa si nasconde davvero dietro questo termine?

Se scartiamo le formulazioni educative, allora per me, come per una persona che è stata coinvolta nella sperimentazione e nell'implementazione per molti anni,separatoreè, prima di tutto, un anello debole gestibile. Il suo compito è disconnettersi in un luogo rigorosamente definito e in condizioni prevedibili. Di solito si tratta di una rottura del filo di emergenza. Ma qui inizia la prima sottigliezza: queste condizioni sulla carta e nella realtà sono diverse. Nel progetto i carichi vengono calcolati in base alla tensione ideale e alla tensione pura. In pratica, ci sono sempre vibrazioni (galping), vento che oscilla e formazione di ghiaccio sull'autostrada. Il meccanismo del separatore è costantemente sottoposto a carico dinamico e ciclico. E la sua ?debolezza? dovrebbe essere progettato specificamente per questa modalità e non solo per una pausa statica.

Il secondo aspetto fondamentale è quello elettrico. Al momento del funzionamento non deve formarsi un arco stabile che possa bruciare le fasi adiacenti o danneggiare l'isolante. Il design del gruppo di contatto (che spesso è costituito da soli due alette con una spina di sicurezza) dovrebbe garantire una separazione rapida e definitiva. Nel laboratorio di Shijiazhuang Hist Electric LLC una volta abbiamo testato un lotto di separatori di un fornitore. Secondo il passaporto tutto è perfetto: resistenza alla trazione meccanica, resistenza elettrica. Ma durante la simulazione di un'interruzione con una corrente di cortocircuito di 20 kA, l'arco non si è spento, ma ha vagato attorno al corpo, bruciandolo. Si è scoperto che il materiale degli elementi di contatto presentava una resistenza all'erosione inadeguata. Abbiamo dovuto collaborare con gli ingegneri per perfezionare la composizione e la geometria della lega.

Da qui la conclusione principale che ho tratto per me stesso: il separatore deve essere valutato solo in combinazione con un tipo specifico di isolante, filo e persino regione climatica. Non ci sono quasi soluzioni universali qui. La competenza tecnica di cui dispone la nostra azienda si basa proprio sulla comprensione di questi rapporti e non sulla vendita di pezzi da catalogo.

Il laboratorio è il luogo dove nasce la comprensione

Il nostro laboratorio nel nord della Cina non è solo spettacolo. È lì che "rompiamo" i prodotti per capire come si comporteranno tra 10-15 anni in pista. Esiste un ciclo di prova speciale con separatori. Oltre alle prove meccaniche standard di trazione e compressione, effettuiamo sempre prove cicliche dinamiche. In poche parole, scuotiamo a lungo e noiosamente l'unità assemblata "filo isolante-separatore". con una data ampiezza e frequenza. L'obiettivo è vedere se apparirà una crepa da fatica nel corpo del perno o nell'occhio prima del tempo stimato.

Uno dei casi più significativi riguarda un ordine per una regione di alta montagna con forti venti. Il cliente ha inviato le sue specifiche tecniche basate su standard esteri. Abbiamo realizzato dei campioni, hanno superato tutti i controlli formali. Ma il nostro ingegnere capo, un vecchio specialista con esperienza di installazione presso BAM, ha insistito per un ulteriore test: formazione di ghiaccio + carico dinamico. Abbiamo simulato la crescita del ghiaccio sul filo e la successiva forte raffica di vento. Il perno separatore, che in caso di rottura avrebbe dovuto essere tagliato, a causa dell'aumento del momento flettente si è spezzato a metà già nella fase di formazione del ghiaccio. Il progetto non ha tenuto conto degli effetti combinati. Abbiamo dovuto rivedere completamente la geometria e il materiale, rinforzare l'occhiello in modo che il perno funzionasse specificatamente per il taglio e non per la rottura. Senza un tale laboratorio e il diritto di sperimentare, questo giunto sarebbe emerso solo in caso di incidente.

Ecco perché disporre di una potente base di prova in grado di lavorare con tensioni fino a 1000 kV non è marketing, ma una necessità. Perché non è possibile simulare su un computer il comportamento di un arco su un separatore reale sotto tensione reale. Questo è l’unico modo per selezionare i materiali e le configurazioni ottimali per le diverse “condizioni di costruzione difficili”, come diciamo nella descrizione della nostra azienda.

Errori di installazione che rovinano tutto il lavoro

Puoi realizzare un separatore ideale dal punto di vista ingegneristico, ma sul campo si rovinerà. L'errore più comune è l'orientamento errato. Molti installatori credono che, poiché si tratta di una parte simmetrica, non importa come la posizioni, funzionerà comunque. Ma no. Il separatore ha un cosiddetto “piano operativo”. Se viene ruotato di 90 gradi rispetto al vettore di tensione del filo, il momento di taglio del perno cambierà. Può funzionare in anticipo (ad esempio con vento forte) o, al contrario, incepparsi e non disconnettersi in caso di rottura.

Il secondo problema è l’eccessiva stretta. Il perno o elemento di sicurezza all'interno del separatore è progettato per una specifica coppia di serraggio. ?Energia? un installatore abituato a tirare con le chiavi inglesi può semplicemente deformarlo, distruggendo parzialmente la sezione di taglio calibrata. Di conseguenza, le caratteristiche meccaniche vengono perse. Abbiamo anche iniziato a fornire alcuni modelli con chiavi dinamometriche incluse e a fornire brevi sessioni di formazione per i grandi clienti. Ciò riduce significativamente il numero di reclami.

Abbiamo avuto anche un episodio curioso ma istruttivo. In uno degli stabilimenti in Siberia, i separatori hanno funzionato in sicurezza durante la prima grave tempesta di ghiaccio, anche se non si è verificata alcuna rottura del filo. Siamo arrivati ​​e abbiamo guardato: tutto era installato correttamente. Si è scoperto che gli uccelli locali (gazze, a quanto pare) beccavano attivamente il cappuccio protettivo in polimero dai colori vivaci sullo spillo, scambiandolo per qualcosa di commestibile. I loro sforzi e le continue vibrazioni del vento hanno indebolito la struttura, provocandone il taglio prematuro. Successivamente, per tali regioni siamo passati a quelle meno “appetitose”. colori grigio scuro o nero e ha leggermente modificato la forma del cappuccio.

L'interazione con un isolante è un sistema, non un insieme di parti

Separatamente, vorrei sottolineare il punto della coerenza. Il separatore non funziona quasi mai da solo. Fa parte di un assieme con una sospensione o un isolante di supporto. E qui non solo la compatibilità meccanica, ma anche quella elettrica è fondamentale. Ad esempio, disponiamo di una gamma di interruttori isolanti e sezionatori. Quando nella loro progettazione viene utilizzato un separatore, i requisiti di precisione operativa e proprietà dielettriche dopo la disconnessione sono molto più elevati.

In qualità di produttori di accessori per cavi e prodotti correlati, spesso offriamo una soluzione completa. Non solo "ecco i separatori secondo il disegno?", ma un calcolo completo dell'unità di fissaggio: tipo di isolante consigliato, metodo di fissaggio, dispositivi di montaggio, persino un programma per l'ispezione visiva preventiva. Perché lo vedevano come un tentativo di risparmiare denaro sull'hardware. $ 50 hanno provocato danni all'isolatore per diverse migliaia di dollari e un'interruzione imprevista della linea.

Sul sito webShijiazhuang Hist Electric Co.,LtdNon si parla solo di “soluzioni costruttive integrate”. Si tratta proprio di questo. Un cliente proveniente da una regione con elevata attività sismica riceverà un tipo di unità (con un margine dinamico maggiore e un diverso angolo di funzionamento del separatore) e per una zona costiera ventosa - un'altra (con maggiore protezione contro la corrosione e tenendo conto delle nebbie saline). Gli sviluppi brevettati menzionati nella descrizione spesso nascono proprio dalla necessità di risolvere un problema così specifico e non standard nel luogo di funzionamento.

Guardando al futuro: cos’altro può essere migliorato

Oggigiorno si parla molto di “reti intelligenti”. E anche qui il separatore non dovrebbe rimanere una parte meccanica noiosa. Stiamo sperimentando opzioni che potrebbero fornire un segnale di attivazione. Non solo il filo è caduto, ma grazie al sensore nel separatore l'operatore ha ricevuto le coordinate esatte dell'area di rottura. Finora il problema principale è l’alimentazione e la resistenza di tali componenti elettronici alle temperature estreme e alle interferenze elettromagnetiche. Ma il lavoro è in corso.

Un'altra direzione sono i materiali. I polimeri compositi, che utilizziamo attivamente negli isolanti, stanno gradualmente arrivando al rinforzo. Per il separatore, ciò può significare una struttura più leggera e una migliore resistenza alla fatica e alla corrosione. Ma c'è una sfumatura: il comportamento del composito sotto carico dinamico a lungo termine e il suo invecchiamento in un assemblaggio con parti metalliche è argomento per uno studio approfondito separato. I nostri dottorandi e studenti laureati sono impegnati in problemi applicativi simili.

Alla fine, torniamo all'inizio. Il separatore non è un materiale di consumo e non è un semplice punto metallico. Si tratta di un meccanismo di sicurezza ad alta precisione, che determina la località dell'incidente e la velocità di ripristino dell'energia. La sua selezione, test e installazione richiedono l'approccio più serio e sistematico. E l’esperienza che si accumula attraverso decine di progetti realizzati in diverse parti del mondo e attraverso l’analisi di ogni operazione anomala non ha prezzo. È questa esperienza, e non solo le macchine, che ci permette di offrire ai clienti soluzioni davvero affidabili, e non solo merce di magazzino.