Cách điện composit: Giải pháp kỹ thuật mang lại hiệu quả kỹ thuật và lợi ích kinh tế cao

Image[bkeps.com]Trong thời gian gần đây, việc sử dụng cách điện composit cho thiết bị điện và đường dây tải điện đã đã cho thấy tính hiệu quả cả về giải pháp kỹ thuật như giảm thiểu suất sự cố và tổn thất điện năng đồng thời đem lại hiệu quả kinh tế rõ rệt, suất đầu tư cho các công trình cũng giảm đáng kể vì thiết bị này có giá thành rẻ hơn rất nhiều so với sử dụng cách điện làm bằng sứ thuỷ tinh có cùng tính năng kỹ thuật, đường dây 110kV Bù Đăng – Đăk Nông và đường dây 110kV Đông Hà – Lao Bảo do Xí nghiệp Điện cao thế miền Trung quản lý là một ví dụ điển hình. Về cơ bản, cách điện composit có cấu tạo gồm 3 phần chính: lõi làm bằng sợi thuỷ tinh, vỏ làm bằng polyme và phần cứng bằng kim loại. Ưu điểm của cách điện composit là có trọng lượng nhẹ, dễ dàng vận chuyển, lắp đặt và bảo quản, đặc biệt là không bị sứt mẻ khi vận chuyển cũng như lắp đặt, do đó cách điện composit ngày càng được sử dụng nhiều trên hệ thống điện, thay thế dần các cách điện cổ truyền bằng vật liệu thuỷ tinh hoặc gốm. Trong lĩnh vực chế tạo thiết bị điện, cách điện composit được sử dụng làm cách điện xuyên (cách điện MBA, cách điện thiết bị đóng cắt …), cách điện thiết bị (vỏ chống sét, cách điện FCO…).

Trong lĩnh vực truyền tải và phân phối điện, cách điện composit sử dụng chủ yếu làm cách điện treo, cách điện néo đường dây trên không, cách điện đỡ thiết bị; ngày nay composit còn được chế tạo làm cách điện đỡ cho đường dây phân phối điện, thay thế dần các cách điện bằng gốm, thuỷ tinh cổ truyền. Ngoài ra, trong giai đoạn hiện nay việc xây dựng các đường dây truyền tải và phân phối vào sâu các thành phố và khu đô thị dân cư đông đúc vô cùng khó khăn trong việc giải quyết hành lang tuyến, giải pháp sử dụng các xà composit để giảm chiều rộng hành lang tuyến đã được nhiều nước trên thế giới áp dụng. Vật liệu chế tạo cách điện composit có rất nhiều loại khác nhau như: cao su silicon (silicon rubber), Ethylene Propylene Rubber (EPR), Ethylene Propylene Diene Monomer (EPDM), Ethylene Propylene Monomer (EPM), hay hỗn hợp EPR và cao su silicon …

Một đặc điểm quan trọng của cách điện composit là khả năng chống bám nước, là khả năng tạo thành các giọt nước riêng biệt trên bề mặt khi vật liệu bị nước bám vào. Nhờ khả năng này, thay vì trên bề mặt cách điện tạo thành lớp màng nước ẩm dẫn điện thì các giọt nước riêng rẽ sẽ đọng lại, dòng rò sẽ nhỏ, nhờ vậy có thể tránh được hiện tượng phóng điện bề mặt. Mặt khác, giọt nước co lại sẽ tập trung bụi bám trên mặt cách điện, khi giọt nước trôi, bụi bẩn sẽ trôi theo. Cách điện được coi như được rửa bụi triệt để trên bề mặt sau mỗi trận mưa. Đây là một trong những ưu điểm của cách điện composit (sứ và thuỷ tinh cách điện không có tính chất này).

EPDM và EPM có tính chất chống ăn mòn, chống vết nứt, lực xé cao cũng như khả năng chịu mài mòn tốt. Tuy nhiên khả năng chịu tia cực tím cũng như khả năng chống lão hoá kém nên cách điện composit bằng vât liệu EPDM hoặc EPM thường sử dụng cho các thiết bị trong nhà và có cấp điện áp từ 35kV trở xuống. Cao su silicon có tính kháng nhiễm bẩn cao vì thuộc loại vật liệu polymer có tính chống bám nước mạnh nhất, ngoài ra khả năng chịu tia cực tím và khả năng chống lão hoá của cao su silicon cũng rất cao; cách điện bằng silicon rubber hoặc các hợp chất của silicon rubber được sử dụng nhiều cho các cách điện ngoài trời đặc biệt là các đường dây truyền tải cao áp và siêu cao áp.

Tuổi thọ và độ tin cậy của cách điện composit đã được chứng minh qua thực tế vận hành, ví dụ như đường dây siêu cao áp 1.100kV ở bang Quebec Canada đã sử dụng cách điện composit từ những năm đầu thập kỷ 70 thế kỷ 19 thay cho cách điện gốm cổ truyền, sau khi sử dụng cách điện composit suất sự cố trên đường dây này giảm hẳn đặc biệt là các sự cố do bắn vỡ cách điện.

Điện lực Eskom nằm tại khu vực Bắc Phi đã bắt đầu sử dụng cách điện composit cho đường dây truyền tải và phân phối từ năm 1970, Điện lực Eskom đã sử dụng giải pháp thay thế cách điện thuỷ tinh bằng cách điện composit cho đường dây cao áp 275kV và siêu cao áp 400kV hay bị sự cố do ảnh hưởng của khí hậu ăn mòn các chỗ tiếp giáp giữa phần kim loại và thuỷ tinh cách điện. Điện lực Eskom đã khẳng định cách điện composit là giải pháp tối ưu cho những đường dây truyền tải và phân phối xây dựng mới.

Công ty Điện lực 3 đã bắt đầu sử dụng cách điện treo composit cho lưới điện phân phối 22kV và 35kV từ năm 1999, đến nay chưa thấy có sự cố đặc biệt nào (về cách điện composit). Đặc biệt đường dây 22kV Nhơn Hội – Nhơn Lý tại Điện lực Bình Định, đây là đường dây đi qua vùng nhiễm mặn nặng, sử dụng toàn bộ cách điện composit được đóng điện vận hành từ năm 2001 đến nay chưa có sự cố nào về cách điện. Từ lợi ích của việc sử dụng cách điện composit, vừa qua Công ty đã triển khai lắp đặt cho lưới điện 110kV do Xí nghiệp Điện cao thế miền Trung quản lý, điển hình là đường dây 110kV Bù Đăng – Đăk Nông, với đặc điểm đây là tuyến đường dây đi qua địa hình rừng núi cao, đặc biệt là vào mùa mưa giông sét nhiều cho nên suất sự cố và tổn thất điện năng luôn ở mức cao. Sau khi triển khai lắp đặt cách điện composit ở một số cung đoạn thường xảy ra sự cố thì suất sự cố và tổn thất điện năng giảm đáng kể. Hoặc đường dây 110kV Đông Hà – Lao Bảo do Chi nhánh điện cao thế Quảng Trị quản lý với đặc điểm địa hình khí hậu ẩm ướt, nhiều mây mù và sương muối, ban đầu đường dây này được lắp đặt sứ gồm hiệu ME do Trung Quốc sản xuất. Khi đưa đường dây vào vận hành hình từ tháng 4/2003 đến 12/2003 số lần sự cố thoáng qua là 04 lần, tổn thất điện năng bình quân 7%/tháng, cá biệt có tháng tổn thất lên đến 12%, vượt quá nhiều lần so với quy định. Từ tháng 10/2007 toàn bộ sứ gốm trên toàn tuyến được thay bằng cách điện Polyme, đồng thời đường dây được nâng cấp thành 02 mạch vận hành song song. Kết quả cho thấy đường dây vận hành ổn định, tổn thất điện năng giảm đáng kể, đặc biệt số lần sự cố đường dây giảm rõ rệt, ví dụ từ tháng 10/2007 đến 10/2008 chỉ xảy ra 01 vụ sự cố thoáng qua, tổn thất điện năng bình quân 1,0%/tháng.

Với những ưu thế vượt trội và độ tin cậy cao, việc triển khai thay thế và đưa cách điện composit vào sử dụng cho những đường dây truyền tải và phân phối là sự lựa chọn hợp lý cho hệ thống điện hiện nay.

Theo PC3

Leave a Reply

Thư điện tử của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *