Blog

Jun 06, 2023

Potenza ad alta quota: isolamento della linea nella regione dell'Himalaya

Di Swapan K. Bhowmick, Consulente, Teestavalley Power Transmission Limited Il coordinamento dell'isolamento è il processo di correlazione tra la rigidità dielettrica delle apparecchiature elettriche e le caratteristiche

Di Swapan K. Bhowmick, consulente, Teestavalley Power Transmission Limited

Il coordinamento dell'isolamento è il processo di correlazione tra la rigidità dielettrica delle apparecchiature elettriche e le caratteristiche dei dispositivi di protezione con le sovratensioni previste. L'intero aspetto del coordinamento dell'isolamento si basa sui fenomeni statistici della probabilità di sovratensione e sulla probabilità di scarica distruttiva dell'isolamento dovuta a sovratensioni. Il rischio di guasto dell'isolamento dipende dalle probabilità. Sebbene un certo rischio di guasto sia accettabile, l'entità del rischio tollerabile dipende da considerazioni economiche e di affidabilità del servizio. Pertanto, il livello di isolamento si riferisce più ai dati statistici che alla funzione matematica.

Le sovratensioni che provocano sollecitazioni sulla rigidità dielettrica dell'isolamento possono essere classificate come segue:

Le sovratensioni temporanee sono causate da guasti a terra, improvvisa reiezione del carico, risonanza o ferrorisonanza, altre contingenze del sistema e si presentano sotto forma di oscillazioni non smorzate o leggermente smorzate, aventi frequenza pari o prossima alla frequenza di alimentazione e persistenti per una durata di alcuni cicli a pochi secondi. Le sovratensioni impulsive di commutazione sono causate dalla commutazione della linea elettrica, dalla richiusura automatica ad alta velocità, dalla commutazione fuori fase del cavo, del banco di condensatori, del reattore shunt, dal riattivazione dell'interruttore che persiste per una durata nell'ordine di migliaia di microsecondi. Le sovratensioni impulsive di commutazione sono predominanti in una linea elettrica con un livello di tensione pari o superiore a 400 kV, a causa della corrente di carica della linea e devono essere controllate per evitare la necessità di un isolamento maggiore. Le sovratensioni impulsive di fulmine sono indipendenti dalla tensione del sistema, ma dipendono dall'impedenza del sistema e sono causate da colpi diretti sul conduttore che persistono per una durata dell'ordine dei microsecondi.

Inoltre, scariche elettriche e fulmini a terra molto vicini a una linea elettrica possono provocare impulsi di fulmini indotti. L'entità dei ritorni di fiamma sarebbe maggiore se l'impedenza del terreno di una torre fosse elevata a causa della presenza di terreno roccioso. Durante i temporali estivi, sono più comuni i colpi diretti con carica negativa. I colpi diretti con carica positiva appaiono più frequentemente vicino all'oceano e sono molto comuni nei temporali invernali. I colpi diretti con carica positiva sono lampi a scatto singolo con una maggiore ampiezza di corrente e un fronte d'onda molto lento mentre i colpi diretti con carica negativa appaiono con una grandezza di corrente inferiore.

La rigidità dielettrica dell'apparecchiatura si basa sul livello di isolamento nominale. L'isolamento esterno di una linea elettrica è costituito da aria autoripristinante e da isolamenti solidi sotto forma di stringhe di isolanti costituite da isolatori a disco e isolatori a barra lunga. Nelle apparecchiature progettate per tensioni di sistema inferiori al livello di 400 kV, il livello di isolamento è determinato dal livello nominale di tenuta all'impulso di fulmine e dal livello di tenuta alla tensione di frequenza industriale. Per una tensione di sistema pari o superiore a 400 kV, l'isolamento è determinato dal livello nominale di tenuta all'impulso di commutazione e dal livello nominale di tenuta all'impulso di fulmine. Questo è anche noto come livello di impulso di base. Altri fattori che influenzano l'isolamento elettrico sono l'altitudine e le condizioni climatiche come l'inquinamento e l'umidità relativa. L'inquinamento determina la distanza superficiale dell'isolamento. La lunghezza della stringa isolante di una linea elettrica si basa sul livello di tenuta all'impulso di fulmine, al livello di tenuta all'impulso di commutazione, al livello di tenuta alla tensione di frequenza industriale e alle condizioni di servizio come altitudine, inquinamento e umidità.

Per ragioni economiche e pratiche industriali, l'apparecchiatura è progettata per resistere alla tensione di tenuta richiesta entro l'intervallo delle normali condizioni di servizio, vale a dire. temperatura ambiente massima 40°C, altitudine non superiore a 1.000 metri. Di conseguenza, sono stati adottati i livelli di isolamento standard che le apparecchiature a 400 kV CA possono sopportare per le normali condizioni di servizio come indicato di seguito: