Er eu bod yn dod o hyd i ddefnydd yn bennaf mewn meysydd gwasanaeth llygredig, mae ynysyddion cyfansawdd wedi gweld cymhwysiad cynyddol mewn amgylcheddau cymharol lân hefyd oherwydd eu rhwyddineb cymharol wrth drin a chostau caffael deniadol. Yn fwy diweddar, mae uwchraddio foltedd ynghyd â dyluniad cryno llinellau AC newydd wedi dod yn feysydd arbenigol ychwanegol lle mae ynysyddion cyfansawdd yn cael eu defnyddio mewn amgylcheddau glân.
Yn achos y cymwysiadau olaf hyn, mae trefniadau ynysydd yn aml wedi'u cynllunio'n gymharol fyr i ffitio i mewn i ffenestr gofod llai tyrau. Felly, mae cyfyngu uchafswm E-faes yn dod yn fwy beirniadol o hyd. Maes cymhwysiad cynyddol arall yw ynysyddion post gorsaf cyfansawdd, yn enwedig y rhai sydd â chraidd solet gan nad yw'r rhain yn wahanol iawn o ran dyluniad fflans i ynysyddion llinell gyfansawdd.
Rhaid ystyried tri maen prawf i sicrhau'r dimensiwn gorau posibl o ynysyddion cyfansawdd sydd â modrwyau graddio:
1. Cyfyngu'r maes trydan ar gylch graddio& ffitio diwedd;
2. Cyfyngu cae trydan ar hyd wyneb tai ynysydd;
3. Cyfyngu'r maes trydan ar 'bwynt triphlyg' (lle mae aer& tai yn cwrdd â gosod metel).
Mae'r tri fel arfer yn cael eu gwirio gan gyfrifiadau E-faes, y cyntaf gan y prawf RIV safonol a ddisgrifir yn IEC 60437 2ndEdition (1997-09). Ni ellir gwirio'r trydydd maen prawf trwy brawf tra nad yw'r ail hyd yn hyn yn wiriadwy gan unrhyw brawf. Fodd bynnag, mae cwmnïau cyflenwi pŵer bellach â diddordeb cynyddol mewn cael gwiriad o'r fath.
Sefydlu Meini Prawf ar gyfer yr E-Faes Uchaf
Cymharol ychydig o ddata sydd wedi'i gyhoeddi o hyd ar yr E-faes uchaf a ganiateir yn achos ynysyddion cyfansawdd. Yn ôl Llyfryn CIGRE 284, amcangyfrifir bod yr E-gae uchaf ar wyneb ynysydd cyfansawdd (hy ar flaen y sied gyntaf o'r ffitiad diwedd) rhwng 0.6 a 1.0 kV / mm. Ond mae'n debyg bod yr ystod hon yn rhy optimistaidd. Er enghraifft, dangosodd ymchwil gynharach gan EPRI ei bod yn well terfyn uchaf ar E-faes o 0.45 kV / mm tra bod ymchwil yn y gorffennol yn STRI yn cynnig 0.4 kV / mm. Mae eraill wedi amcangyfrif mai dim ond tua 0.38 kV / mm yw lefel E-gae critigol.
Ar gyfer yr E-gae mwyaf ar y ffitiad metel, argymhellodd Llyfryn CIGRE derfyn o 2.2 kV / mm. Yn ôl papur cynharach gan EPRI, dylai'r gwerth a nodwyd ar gyfer E-gae arwyneb ar ffitiadau metel a modrwyau graddio fod yn 2.1 kV / mm ac mae'r gwerth hwn yn aml yn cael ei ddefnyddio fel cyfeiriad at ddibenion dylunio. Yn ôl trafodaethau mewnol CIGRE yn y gorffennol, fodd bynnag, mae rhai cyfleustodau yn nodi gwerthoedd mor isel ag 1.6 kV / mm - yn ôl pob tebyg i gyfrif am ddiffygion gweithgynhyrchu posibl, arwynebau sydd wedi cael eu difrodi ychydig yn sgil trin neu heneiddio amhriodol y cylchoedd graddio mewn gwasanaeth. Mewn papur cynharach, roedd STRI wedi argymell 1.8 kV / mm.
Data diweddar gan STRI& EPRI
Roedd ymchwil mwy diweddar yn crynhoi gwaith a wnaed i bennu terfyn ymarferol ar gyfer E-gae a ganiateir ar arwynebau ynysyddion at ddibenion dylunio. Ehangwyd gwaith cychwynnol gan EPRI i bennu lefelau trothwy E-gae ar gyfer corona a achosir gan ddŵr (a gyhoeddwyd gyntaf ym 1999) yn seiliedig ar brofion bach yn ogystal â phrofion ar raddfa lawn i fireinio'r trothwyon hyn. Er enghraifft, dangosodd canlyniadau profion heneiddio naturiol (yn STRI) a phrofion heneiddio artiffisial (gan EPRI) duedd amlwg i lai o hydroffobigedd ar rannau o wain lle mae E-gae yn fwy na thua 0.3 i 0.4 kV / mm (gweler Ffig. 1). Mae mireinio'r trothwy ymhellach wedi'i seilio ar brofion labordy ar raddfa fach a graddfa lawn yn ogystal â data o brofiad gwasanaeth. Arweiniodd hyn at y maen prawf terfynol canlynol, a ddangosir yn Ffigur 2: ni ddylid caniatáu i E-gae cyfartalog ar y wain ynysydd fod yn fwy na 0.42 kV / mm am fwy na 10 mm ar hyd yr wyneb. Cyflwynwyd dull cyfartalu o'r fath er mwyn osgoi materion geometreg bach ond arwyddocaol, nad ydynt yn adlewyrchu perfformiad ynysydd yn iawn (hy bydd cynnydd sydyn yn yr E-faes ar bwyntiau o'r fath). O ran y sêl ffitio diwedd (hy y pwynt triphlyg), rhaid peidio â chaniatáu i E-gae fod yn fwy na 0.35 kV / mm. Dylid modelu cyfrifiadau gan ddefnyddio efelychiadau E-gae 3-D a gellir ystyried profion labordy hefyd.
Yn olaf, defnyddiwyd y meini prawf canlynol ar gyfer llawer o gymwysiadau ymarferol:
• Terfyn yr E-gae ar gylch graddio& gosod diwedd: 1.8 kV / mm
• Terfyn yr E-gae ar gyfartaledd ar hyd yr arwynebedd tai: 0.42 kV / mm
• Terfyn yr E-gae ar bwynt triphlyg: 0.35 kV / mm
Esboniad o'r Dull
Rhaglen& Modelu
Perfformiwyd yr holl gyfrifiadau yn STRI gan ddefnyddio rhaglen feddalwedd Comsol Multiphysics. Roedd enghraifft ymarferol o gyfrifiad o'r fath ar gyfer amodau gwasanaeth go iawn fel a ganlyn:
Gosodwyd model traws-fraich yr ynysydd ar y canol ar un ochr i dwr (fel yn Ffig. 6). Trefnwyd y cyfnodau i efelychu'r senario waethaf o safbwynt maes trydan, hy mae'r canolbwynt yn agored i'r E-gae uchaf oherwydd agosrwydd y ddau gam cyfagos ar yr un ochr i'r twr. Yn ôl gofyniad y cleient, gosodwyd y foltedd i Um=420 kV. Y potensial trydan a gymhwyswyd yn y cyfnod canol felly oedd 420 / √3 kV. Y foltedd ar y ddau gam uwchlaw ac islaw'r cyfnod canol oedd 420 / √3 kV gyda shifft cam 120 °. Dim ond 10 i 12 pâr sied sy'n cael eu modelu fel arfer, yn seiliedig ar brofiad cynharach gyda chyfrifiadau tebyg, a ddangosodd mai dim ond y siediau hynny sydd agosaf at y ffitiadau sy'n agored i'r maes trydan uchaf. Roedd gwneud y dybiaeth hon yn caniatáu lleihau amser modelu.
Y ddau brif ddeunydd a gymerwyd i ystyriaeth ar gyfer y cyfrifiad hwn oedd rwber aer a silicon. Mae'r cyson dielectrig (caniatâd cymharol) a ddefnyddir ar gyfer y wialen ffibr gwydr yr un fath ag ar gyfer silicon, hy 3.0, ond gan fod y caniatadrwydd cymharol gwirioneddol yn is ar gyfer silicon, mae'r cyfrifiad ychydig yn geidwadol. Y rheswm pwysicaf i symleiddio cyfrifiadau yn y modd hwn yw gwneud rhwyll yn haws a chaniatáu i'r cyfrifiadau redeg yn gyflymach. Mae Ffig. 3 yn dangos canlyniadau nodweddiadol.
