Separador: não apenas um pedaço de metal em um poste 

Quando as pessoas falam sobre linhas de alta tensão, todos se lembram dos isoladores. E sobre o separador - muitas vezes apenas no contexto de “bem, há alguma peça para consertar?”. Na verdade, este é um dos elementos mais críticos em acessórios lineares do ponto de vista mecânico e elétrico. Se o isolador aguentar, o separador segura e permite trabalhar sem desenergizar toda a linha. Muitos designers ainda abordam sua seleção de acordo com o princípio residual, mas em vão. Aí, na rodovia, começam os problemas: não funciona na hora certa, emperra ou, pior, se destrói quando o fio se rompe de forma não pretendida.

O que realmente está escondido por trás do termo?

Se descartarmos as formulações educacionais, então para mim, como para uma pessoa que esteve envolvida em testes e implementação por muitos anos,separadoré, antes de tudo, um elo fraco administrável. Sua tarefa é desconectar em local estritamente definido e sob condições previsíveis. Geralmente esta é uma ruptura de fio de emergência. Mas aqui começa a primeira sutileza: essas condições no papel e na realidade são diferentes. No projeto as cargas são calculadas com base na tensão ideal e na tensão pura. Na prática, sempre há vibração (galping), oscilação do vento e formação de gelo na rodovia. O mecanismo separador está constantemente sob carga dinâmica e cíclica. E sua ?fraqueza? deve ser projetado especificamente para este modo, e não apenas para uma pausa estática.

O segundo aspecto principal é elétrico. No momento da operação não deve haver arco estável que possa queimar fases adjacentes ou danificar o isolador. O projeto do grupo de contato (que geralmente consiste em apenas duas saliências com um pino de cisalhamento) deve garantir uma separação rápida e final. Certa vez, no laboratório da Shijiazhuang Hist Electric LLC, testamos um lote de separadores de um fornecedor. Segundo o passaporte está tudo perfeito: resistência mecânica à tração, resistência elétrica. Mas ao simular uma interrupção com corrente de curto-circuito de 20 kA, o arco não se apagou, mas vagou pelo corpo, queimando-o. Descobriu-se que o material dos elementos de contato apresentava resistência à erosão inadequada. Tivemos que trabalhar com engenheiros para refinar a composição e a geometria da liga.

Daí a principal conclusão que tirei para mim: o separador precisa ser avaliado apenas em conjunto com um tipo específico de isolador, fio e até mesmo região climática. Quase não existem soluções universais aqui. A expertise técnica que nossa empresa possui baseia-se justamente na compreensão dessas relações, e não na venda de peças por catálogo.

O laboratório é o lugar onde nasce a compreensão

Nosso laboratório no norte da China não é apenas para exibição. É aí que “quebramos” os produtos para entender como eles se comportarão daqui a 10-15 anos na pista. Existe um ciclo de teste especial com separadores. Além dos testes mecânicos padrão de tração e compressão, sempre realizamos testes dinâmicos cíclicos. Simplificando, agitamos a unidade montada “fio isolante-separador” por muito tempo e tediosamente. com uma determinada amplitude e frequência. O objetivo é verificar se aparecerá uma trinca de fadiga no corpo do pino ou no olho antes do tempo estimado.

Um dos casos mais significativos envolveu uma encomenda para uma região de alta montanha e ventos fortes. O cliente enviou suas especificações técnicas baseadas em normas estrangeiras. Fizemos amostras, elas passaram em todas as verificações formais. Mas nosso engenheiro-chefe, um antigo especialista com experiência em instalação no BAM, insistiu em um teste adicional: gelo + carga dinâmica. Simulamos o crescimento de gelo no fio e a subsequente forte rajada de vento. O pino separador, que deveria ser cortado quando quebrado, quebrou ao meio mesmo na fase de formação de gelo devido ao aumento do momento fletor. O delineamento não levou em consideração efeitos combinados. Tivemos que revisar completamente a geometria e o material, fortalecer o olhal para que o pino funcionasse especificamente para cisalhamento e não para quebra. Sem esse laboratório e sem o direito de experimentar, esta junta só teria surgido em caso de acidente.

É por isso que ter uma poderosa base de testes capaz de trabalhar com tensões de até 1000 kV não é marketing, mas sim uma necessidade. Porque você não pode simular como um arco se comporta em um separador real sob tensão real em um computador. Esta é a única forma de selecionar os materiais e configurações ideais para diferentes “condições difíceis de construção”, como dizemos na descrição da nossa empresa.

Erros de instalação que estragam todo o trabalho

Você pode fazer um separador ideal do ponto de vista da engenharia, mas ele será arruinado no campo. O erro mais comum é a orientação incorreta. Muitos instaladores acreditam que, por se tratar de uma peça simétrica, não importa como você a coloque, ela ainda funcionará. Mas não. O separador possui o chamado “plano operacional”. Se ele for girado 90 graus em relação ao vetor de tensão do fio, o momento de cisalhamento do pino mudará. Ele pode funcionar antecipadamente (com ventos fortes, por exemplo) ou, ao contrário, emperrar e não desconectar se quebrar.

O segundo problema é o aperto excessivo. O pino ou elemento de segurança dentro do separador foi projetado para um torque de aperto específico. ?Poder? um instalador acostumado a puxar com chaves pode simplesmente deformá-lo, destruindo parcialmente a seção de corte calibrada. Como resultado, a característica mecânica é perdida. Começamos até a fornecer alguns modelos com chaves dinamométricas incluídas e a oferecer breves sessões de treinamento para grandes clientes. Isso reduz significativamente o número de reclamações.

Também tivemos um incidente curioso, mas instrutivo. Em uma das instalações na Sibéria, os separadores funcionaram com segurança durante a primeira forte tempestade de gelo, embora não tenha havido quebra de fio. Chegamos e olhamos: estava tudo instalado corretamente. Descobriu-se que os pássaros locais (pegas, ao que parece) bicavam ativamente a tampa protetora de polímero de cores vivas do alfinete, confundindo-a com algo comestível. Seus esforços e a vibração constante do vento enfraqueceram a estrutura, o que levou ao cisalhamento prematuro. Depois disso, para essas regiões passamos para outras menos “apetitosas”. cores cinza escuro ou preto e mudou ligeiramente o formato da tampa.

A interação com um isolador é um sistema, não um conjunto de peças

Separadamente, gostaria de enfatizar a questão da coerência. O separador quase nunca funciona sozinho. Faz parte de um conjunto com isolador de suspensão ou suporte. E aqui não apenas a compatibilidade mecânica, mas também a elétrica é crítica. Por exemplo, temos uma gama de interruptores e seccionadores de isolamento. Quando um separador é usado em seu projeto, os requisitos de precisão operacional e propriedades dielétricas após a desconexão são muito maiores.

Como fabricante de acessórios para cabos e produtos relacionados, oferecemos frequentemente uma solução abrangente. Não apenas “aqui estão os separadores conforme desenho?”, mas um cálculo completo da unidade de fixação: tipo de isolador recomendado, método de fixação, dispositivos de montagem e até cronograma de inspeção visual preventiva. Porque eles viram isso como uma tentativa de economizar dinheiro em hardware. US$ 50 resultaram em danos ao isolador que custaram vários milhares e no desligamento não programado da linha.

No siteShijiazhuang Hist Electric Co., LtdNão é só falarmos de “soluções integradas de construção”. É exatamente disso que se trata. Um cliente de uma região com alta atividade sísmica receberá um tipo de unidade (com margem dinâmica aumentada e um ângulo diferente de operação do separador), e para uma área costeira ventosa - outro (com proteção aprimorada contra corrosão e levando em consideração nevoeiros salinos). Os desenvolvimentos patenteados mencionados na descrição muitas vezes nascem precisamente da necessidade de resolver um problema tão específico e atípico no local de operação.

Olhando para o futuro: o que mais pode ser melhorado

Hoje em dia fala-se muito em “redes inteligentes”. E o separador aqui também não deve permanecer uma peça mecânica cega. Estamos experimentando opções que poderiam fornecer um sinal de gatilho. Não só o fio caiu, mas o despachante recebeu as coordenadas exatas da área de ruptura graças ao sensor no separador. Até agora, o principal problema é o fornecimento de energia e a resistência desses componentes eletrônicos a temperaturas extremas e interferências eletromagnéticas. Mas o trabalho está em andamento.

Outra direção são os materiais. Os polímeros compostos, que usamos ativamente em isoladores, estão gradualmente chegando ao reforço. Para o separador, isso pode significar uma construção mais leve e melhor resistência à fadiga e à corrosão. Mas há uma nuance: o comportamento do compósito sob carregamento dinâmico de longo prazo e seu envelhecimento em uma montagem com peças metálicas é um tópico para um estudo aprofundado separado. Nossos alunos de doutorado e pós-graduação estão envolvidos em problemas aplicados semelhantes.

No final, de volta ao início. O separador não é um consumível e nem um simples grampo. Trata-se de um mecanismo de segurança de alta precisão, que determina o local do acidente e a velocidade de restauração da energia. Sua seleção, teste e instalação exigem uma abordagem mais séria e sistemática. E a experiência que se acumula através de dezenas de projetos implementados em diferentes partes do mundo e através da análise de cada operação anormal não tem preço. É esta experiência, e não apenas as máquinas, que nos permite oferecer aos clientes soluções verdadeiramente fiáveis, e não apenas mercadorias de armazém.