فهم حلقات الهالة والعوازل الزجاجية معنوى الكهربائيةالعلاقة التكافلية في أنظمة الجهد العالي:
حول نقل الكهرباء عالي الجهد ، يتوقف التوصيل الموثوق والآمن للطاقة على أداء المكونات الحيوية مثل العوازل الزجاجية وحلقات الهالة. في حين أن تفاعُلهم يبدو بسيطًا ، إلا أنه مثال رائع على التصميم الهندسي للتحكم في القوى الكهربائية القوية. في جوهرها ، توفر العوازل الزجاجية الفصل الكهربائي اللازم ، بينما تحمي حلقات الهالة هذه العوازل من ظاهرة مدمرة تعرف باسم تفريغ الهالة.
1. ما هو الدور الأساسي للعزل الزجاجي ؟
أعازل زجاجيهو جهاز مصمم لدعم وفصل الموصلات عالية الجهد من هيكل أرضي ، مثل برج الإرسال. مصنوعة من الزجاج المقوى المصنوع خصيصًا ، تمتلك هذه العوازل قوة عازلة عالية ، مما يعني أنها تقاوم تدفق التيار الكهربائي. شكل الجرس المميز وسلسلة التنورات ليست تعسفية ؛ فهي مصممة بدقة لزيادة "مسافة الزحف"-المسار الذي يجب أن ينتقل فيه القوس الكهربائي على طول سطح العازل للوصول إلى البرج المؤرض. يساعد هذا التصميم على منع الفلاش ، التي هي دوائر قصيرة بشكل أساسي عبر الهواء.
ومع ذلك ، سلسلة من العوازل الزجاجية التي تدعم خط الجهد العالي ليست تحت ضغط كهربائي موحد. المجال الكهربائي ، وهو منطقة من القوة غير المرئية التي تم إنشاؤها بواسطة الجهد العالي ، لا يتم توزيعه بالتساوي. يحدث أعلى تركيز لهذا المجال الكهربائي عند "النهاية المنشطة"
سلسلة عازل-النقطة الأقرب إلى خط الطاقة. هذا الضغط الكهربائي الشديد عند نقطة معينة هو جذر مشكلة كبيرة.
2. ما هو تفريغ الهالة ؟
عندما تتجاوز شدة المجال الكهربائي على سطح موصل أو جهاز عازل قوة العزل للهواء المحيط ، فإنه يمكن تأين جزيئات الهواء. هذا التأين يخلق توهجًا مضيئًا ، غالبًا ما يكون مزخرفًا ، مصحوبًا بصوت هسهسة أو طقطقة. وتسمى هذه الظاهرة تفريغ كورونا.
3. ما هو خطر تفريغ الهالة ؟
في حين أنه قد يبدو كتسرب طاقة بسيط ، فإن تفريغ الهالة له العديد من التأثيرات الضارة على نظام نقل الطاقة:
فقدان الطاقة: يمثل تسربًا مستمرًا للطاقة الكهربائية في الغلاف الجوي.
ضجيج مسموع وراديو: يولد التفريغ ضوضاء مسموعة وتداخل كهرومغناطيسي يمكنه تعطيل إشارات الراديو والاتصالات.
تدهور المواد: المنتجات الثانوية الكيميائية لتصريف الهالة ، في المقام الأول الأوزون (O 3) وحمض النتريك (HNO 3) التي تشكلت في وجود الرطوبة ، هي أكالة للغاية. بمرور الوقت ، يمكن لهذه المواد أن تتحلل سطح عازل الزجاج وتركيبه المعدني.
سلائف فلاشوفر: في بعض الحالات ، يمكن أن يخلق تفريغ الهالة الشديد مسارًا موصلاً في الهواء ، مما يزيد من احتمال حدوث وميض كامل ، مما قد يتسبب في انقطاع التيار الكهربائي وتلف المعدات.
4. ما هو الحل الأفضل لتصريف الهالة: حلقة الهالة
هذا هو المكان الذي يأتي فيه خاتم الهالة. حلقة الهالة هي حلقة موصلة ناعمة أو دائرية أو حلقية (على شكل دونات) يتم تثبيتها في الطرف المنشط لخيط العازل الزجاجي. إنه متصل كهربائيًا بالموصل عالي الجهد.
الوظيفة الأساسية لحلقة الهالة هي تعديل المجال الكهربائي والتحكم فيه. من خلال إدخال سطح موصل أكبر وأكثر سلاسة ، فإن حلقة الهالة تعيد توزيع خطوط المجال الكهربائي بشكل فعال ، مما يجعلها أكثر اتساقًا عبر سلسلة العازل. أنه يقلل بشكل كبير من تركيز عال من المجال الكهربائي في نقاط حادة منأجهزة العازل(الغطاء والدبوس).
هذه إعادة توزيع المجال الكهربائي لديها العديد من الفوائد الهامة:
يمنع تفريغ الهالة: عن طريق خفض قوة المجال الكهربائي إلى أقل من الحد المطلوب لتأين الهواء ، تمنع حلقة الهالة تشكيل تفريغ الهالة.
يحمي العازل: من خلال تخفيف الهالة ، تحمي الحلقة العازل الزجاجي وأجهزته من التأثيرات المسببة للتآكل للأوزون وحمض النتريك ، وبالتالي إطالة عمر الخدمة وضمان موثوقيتها على المدى الطويل.
يحسن توزيع الجهد: تساعد حلقة الهالة أيضًا على معادلة توزيع الجهد عبر وحدات العزل الفردية في السلسلة. بدون حلقة ، تتحمل العوازل القليلة الأولى في النهاية المنشطة حصة عالية بشكل غير متناسب من إجمالي الجهد. تساعد الحلقة على نشر هذا الجهد بالتساوي ، مما يقلل من الضغط الكهربائي على أي عازل فردي.
لذلك ، وفقا لما ذكر أعلاه من قبل Nooa الكهربائية: العلاقة بين العوازل الزجاجية وخواتم الهالة هي شراكة حاسمة في هندسة الجهد العالي. يوفر العازل الزجاجي العزل الأساسي ، في حين تعمل حلقة الهالة كوصي حيوي ، تحمي العازل من الآثار الضارة للحقول الكهربائية العالية. يضمن هذا الحل الأنيق والفعال نقل الطاقة الكهربائية بأمان وموثوقية وكفاءة عبر مسافات طويلة. بالنسبة لخطوط النقل التي تعمل على فولتية عالية جدًا ، عادةً 230 كيلو فولت (kV) وما فوق ، فإن وجود حلقات الهالة ليس مفيدًا فقط ولكنه ضروري لطول العمر والتشغيل السليم للنظام بأكمله.
