A Transpower, a TSO da Nova Zelândia, utilizou pela primeira vez medições de índice de poluição durante a atualização de seu sistema de transmissão HVDC. O único sistema HVDC do país foi originalmente instalado em 1965, com capacidade nominal de ± 250 kV, 600 MW, e o desempenho da descarga de poluição tem sido geralmente satisfatório ao longo dos seus primeiros 24 anos de operação, tanto em zonas interiores como costeiras.
Este link HVDC foi posteriormente aprimorado em duas etapas. Primeiro, foi aumentado para +250/-350 kV, 1.240 MW, reconfigurando os grupos de válvulas, instalando novos grupos de válvulas de 350 kV e reinsulando a linha para 350 kV. Em 1989, foram considerados os requisitos de isolamento para equipamentos de 350 kV e foi iniciado um programa para recolher dados de poluição em vários locais ao longo da linha e nos terminais dos cabos. Este programa mediu isoladores de transmissão energizados ESDDon em 8 locais de linha.
Testes de flashover de poluição foram então realizados no tipo de isoladores usados na linha de 250 kV (ou seja, porcelana NGK CA808), bem como no design posterior mais moderno (tipo porcelanafog NGK CA745-EJ) para estabelecer o desempenho relativo. Estes testes foram realizados em dois níveis de ESDD, correspondentes às zonas interiores e costeiras. Para o trecho interior, 14 novos isoladores em 350 kV não igualaram totalmente o
desempenho de 12 dos antigos isoladores em 250 kV. Além disso, um estudo de sobretensão de linha mostrou que os isoladores 14 não atenderiam aos critérios de projeto para desempenho de resistência a surtos de comutação. Portanto, 15 isoladores foram utilizados naquela seção
A linha foi reinsolada com isoladores de porcelana com distância de escoamento de 54 mm por disco e espaçamento entre discos de 170 mm, resultando em uma relação entre escoamento e comprimento do fio de 3,2. As zonas costeiras, com um nível de ESDD de 0,12 mg/cm2, necessitavam de cadeias isolantes compostas por 33 discos, enquanto as secções interiores, com um nível de ESDD de 0,01 mg/cm2, necessitavam de cadeias de 15 discos.
Atualmente, a Transpower substituiu muitos desses isoladores originais de porcelana por vidro. Além disso, durante os últimos anos, o composto de silicone e os isoladores de vidro revestidos-de silicone foram considerados capazes de melhorar o desempenho contra a poluição em áreas costeiras após uma experiência malsucedida com material EPDM. Por exemplo, os isoladores EPDM instalados na linha HVDC da Transpower demonstraram pequena erosão na interface com os acessórios finais-frios, perfurações ao longo do comprimento do isolador e rachaduras significativas no alojamento da haste central próximo aos acessórios finais.
A IEC 608154 apresenta um método simplificado para determinar o USCD exigido para isoladores CC com base nas Diretrizes CIGRE TB 518. De acordo com esta norma, a forma mais precisa de obter informações sobre a gravidade do local é obter dados diretamente da experiência operacional das linhas CC. Os valores ESDD medidos em isoladores de porcelana energizados devem então ser corrigidos para determinar a gravidade da poluição do local se o isolador candidato diferir do isolador de referência. Portanto, a Transpower atualmente usa a diretriz de correção IEC para determinar o USCDdc para isoladores HTM e não-HTM, exceto os isoladores de porcelana usados para medições de ESDD.
O UCSD dc de referência (RUSCDdc) é determinado e corrigido para isoladores candidatos de vidro (não{0}}HTM) e compostos de silicone (HTM) para obter o USCD necessário para cada candidato. A equação empírica que correlaciona a distância de fuga de referência à severidade da poluição dada na IEC 60815-4 está na forma da seguinte equação:
Onde B e são constantes empíricas que diferem para cada tipo de isolador e é a severidade da poluição expressa em termos de ESDD para poluição tipo A e salinidade equivalente ao local, SES, para poluição tipo B.
Usando unidades isolantes de vidro com espaçamento de 170 mm e distância de fuga de 550 mm, é necessária uma cadeia de isoladores de 44 discos para regiões costeiras. O número de discos diminuirá para 35 usando unidades isolantes com espaçamento de 190 mm e distância de fuga de 690 mm. Esses números resultam em comprimentos de isoladores entre 6,6 e 7,5 metros.
Como as estruturas da linha de transmissão não foram totalmente modificadas para a tensão aumentada do sistema (exceto para estruturas 24), esses isoladores longos não poderiam ser encaixados na geometria superior das torres treliçadas existentes sem violar as folgas elétricas exigidas. Atualmente, ambas as cadeias de isoladores de vidro (33 unidades com espaçamento de 170 mm) e isoladores compostos (NGK com distância de fuga de 22.664 mm e comprimento de 5,6 m) estão instalados em diferentes seções de a linha de transmissão. O desempenho em relação à poluição dos isoladores compostos de silicone tem sido satisfatório. No entanto, o desempenho-de longo prazo desses isoladores teve que ser monitorado.
O outro desafio foi o alto índice de corrosão ao longo do traçado da linha, que exigiu um colar de zinco na finalização dos isoladores compósitos. O fraco desempenho em termos de poluição dos isoladores anteriores (principalmente porcelana e EPDM) nas regiões costeiras, combinado com as dificuldades associadas ao encaixe de uma longa cadeia de isoladores de vidro na geometria existente do topo da torre e as incertezas em relação ao desempenho em termos de poluição dos isoladores compostos de silicone instalados, levaram à decisão de monitorar o desempenho em termos de poluição dos isoladores instalados. De maio de 2002 a junho de 2003, a Transpower realizou um programa de 12 meses em 15 locais de subestações CA para avaliar os fatores ambientais predominantes em cada um. Esses testes incluíram medições mensais de deposição de poeira, bem como medições reais mensais, de 3, 6 e 12 meses de densidade de depósitos de sal equivalentes, medindo a condutividade superficial.
Em 2019, a Transpower começou a medir a corrente de fuga em vidro revestido de silicone energizado CC e isoladores compostos. Além disso, medições mensais de DDDG e vento começaram em setembro de 2019.
Participe do CONGRESSO MUNDIAL INMR 2022 em Berlim, onde o engenheiro de projeto de transmissão, Kamran Rezaei da Transpower, revisará a experiência de serviço com diferentes projetos de isoladores no sistema de transmissão HVDC da Nova Zelândia. Ele também explicará como o monitoramento da corrente de fuga em isoladores de vidro revestido permitiu avaliar se a hidrofobicidade pode permitir a redução da distância de fuga das cordas, correlacionando dados de estudos de campo com a abordagem da IEC 60815-4.
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