ニュージーランドの TSO である Transpower は、HVDC 送電システムのアップグレード中に汚染指数測定を初めて使用しました。この国唯一の HVDC システムは 1965 年に当初設置され、定格±250 kV、600 MW で、汚染フラッシュオーバー性能は、内陸部と沿岸部の両方で最初の 24 年間の運転を通じて概ね満足のいくものでした。
この HVDC リンクは、その後 2 段階でアップグレードされました。まず、バルブ グループを再構成し、新しい 350 kV バルブ グループを設置し、350 kV 用のラインを再絶縁することにより、+250/-350 kV、1240 MW まで昇圧されました。 1989 年に、350 kV 機器の絶縁要件が検討され、線路沿いのさまざまな場所およびケーブル端末で汚染データを収集するプログラムが開始されました。このプログラムでは、8 つの線路位置で ESDDon に通電された送電絶縁体を測定しました。
次に、相対的な性能を確立するために、250 kV ラインで使用されるタイプの絶縁体 (つまり NGK CA808 磁器) と、その後のより近代的な設計 (NGK CA745-EJ 磁器タイプ) で汚染フラッシュオーバー テストが実行されました。これらのテストは、内陸部と沿岸部に対応する 2 つの ESDD レベルで実施されました。内陸部の場合、350 kV の 14 個の新しいがいしは完全に同等ではありませんでした。
250 kV における古いがいし 12 個の性能。また、ライン過電圧の調査により、14 個の絶縁体がスイッチング サージ耐性性能の設計基準を満たさないことが示されました。したがって、そのセクションでは 15 個の絶縁体が使用されました
この線路は、沿面距離がディスクあたり 54 mm、ディスク間隔が 170 mm の磁器絶縁体を使用して再絶縁され、沿面距離とストリングの長さの比が 3.2 になりました。 ESDDレベルが0.12mg/cm2の沿岸地域では33枚のディスクからなる碍子ストリングが必要でしたが、ESDDレベルが0.01mg/cm2の内陸部では15枚のディスクからなるストリングが必要でした。
現在、トランスパワーはこれらのオリジナルの磁器絶縁体の多くをガラスに置き換えています。また、過去数年間、EPDM 材料での失敗を経て、シリコーン複合材およびシリコーンコーティングされたガラス絶縁体が沿岸地域の汚染性能を改善すると考えられてきました。{1}たとえば、トランスパワーの HVDC ラインに設置された EPDM 絶縁体では、コールド エンドフィッティングとの境界面で軽度の浸食が発生し、絶縁体の長さに沿って穴が開き、エンド フィッティングに近いコア ロッド ハウジングに重大な亀裂が発生しました。-
IEC 608154 は、CIGRE TB 518 ガイドラインに基づいて DC 絶縁体に必要な USCD を決定するための簡略化された方法を示しています。この標準によれば、サイトの重大度に関する情報を取得する最も正確な方法は、DC ラインの運用経験から直接データを取得することです。候補碍子が基準碍子と異なる場合は、通電された磁器碍子で測定された ESDD 値を補正して、現場の汚染の深刻度を判断する必要があります。したがって、トランスパワーは現在、IEC 補正ガイドラインを使用して、HTM および ESDD 測定に使用される磁器絶縁体以外の非 -HTM 絶縁体の USCDdc を決定しています。
基準 DC UCSD (RUSCDdc) が決定され、候補のガラス絶縁体 (非 -HTM) およびシリコーン複合材料 (HTM) 絶縁体に対して補正され、各候補に必要な USCD が得られます。 IEC 60815-4 に規定されている、基準沿面距離と汚染の深刻度を相関させる経験式は、次の方程式の形になります。
ここで、 B と は絶縁体の種類ごとに異なる経験的定数で、タイプ A の汚染の場合は ESDD、タイプ B の汚染の場合は現場等価塩分 SES で表される汚染の深刻度です。
間隔 170 mm、沿面距離 550 mm のガラス碍子ユニットを使用すると、沿岸地域では 44 枚のディスク碍子ストリングが必要になります。間隔 190 mm、沿面距離 690 mm の絶縁体ユニットを使用すると、ディスクの数は 35 に減少します。これらの数値により、絶縁体の長さは 6.6 ～ 7.5 メートルになります。
送電線構造は昇圧された系統電圧に合わせて完全に変更されていなかったため（24 構造を除く）、そのような長い碍子は、必要な電気的クリアランスを侵害せずに既存の格子塔の上部形状に取り付けることはできませんでした。現在、ガラス碍子ストリング（170 mm 間隔の 33 ユニット）と複合碍子（沿面距離 22,664 mm、長さ 5.6 m の NGK）の両方が設置されています。送電線のさまざまなセクションで。シリコーン複合絶縁体の汚染性能は満足のいくものでした。それでも、これらの絶縁体の長期的な性能を監視する必要がありました。-
もう 1 つの課題は、ラインのルートに沿った高い腐食率であり、複合絶縁体の端部の取り付けに亜鉛カラーが必要でした。沿岸地域における以前の碍子（主に磁器と EPDM）の汚染性能の悪さは、長いガラス碍子ストリングを既存の塔頂部の形状に取り付ける際の困難と、設置されたシリコーン複合碍子の汚染性能に関する不確実性と相まって、設置された碍子の汚染性能を監視する決定につながりました。 2002 年 5 月から 2003 年 6 月まで、トランスパワーは 15 の交流変電所サイトで 12 か月のプログラムを実施し、各サイトで一般的な環境要因を評価しました。これらのテストには、月次の粉塵堆積測定と、表面導電率を測定することによる実際の月次、3 か月、6 か月、および 12 か月相当の塩堆積密度測定が含まれていました。
2019年、トランスパワーは、DC通電されたシリコンコーティングされたガラスおよび複合碍子の漏れ電流の測定を開始しました。また、毎月のDDDGおよび風力測定も2019年9月に開始されました。
ベルリンで開催される 2022 INMR WORLD CONGRESS に参加してください。Transpower のトランスミッション設計エンジニア、Kamran Rezaei が、ニュージーランドの HVDC トランスミッション システムにおけるさまざまな絶縁体設計のサービス経験をレビューします。また、フィールド調査のデータと IEC 60815-4 のアプローチを関連付けることにより、コーティングされたガラス絶縁体の漏れ電流を監視することで、疎水性によってストリングの沿面距離を短縮できるかどうかを評価できるようになった方法についても説明します。
https://www.inmr.com/