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Mar 15, 2023

Application et conception d'isolateurs composites pour un réseau de transport en croissance et en évolution

La nécessité d'intégrer les ressources énergétiques renouvelables et de se préparer à une

La nécessité d'intégrer les ressources énergétiques renouvelables et de se préparer à une demande accrue d'électricité à mesure que l'électrification s'installe dans les transports et d'autres secteurs crée des défis pour un réseau vieillissant. Certains problèmes sont résolus avec l'introduction d'équipements innovants pour moderniser le réseau de distribution.

Le réseau de transport d'électricité américain devra résoudre une multitude de défis au cours des prochaines décennies. C'est une période qui connaîtra l'intégration de la production d'énergie renouvelable à grande échelle au réseau, tandis que les opérateurs sont confrontés à des projections de croissance de la charge d'une année sur l'autre, à un boom des bornes de recharge pour véhicules électriques et à des perturbations environnementales courantes qui menacent la fiabilité et la résilience. .

Les États-Unis et d'autres pays ont accéléré l'installation de nouvelles ressources d'énergie renouvelable, en grande partie en raison de la préoccupation mondiale concernant le changement climatique. Le réseau de transport d'électricité est confronté à un défi majeur alors que les producteurs d'électricité s'efforcent de réduire les émissions de dioxyde de carbone tout en répondant à la demande d'interconnexion de ces nouvelles sources de production.

Il existe de nombreux barrages routiers. Les opérateurs de réseau sont confrontés au défi d'améliorer la capacité des lignes de transport actuelles et d'obtenir l'approbation réglementaire régionale pour tout projet de réseau. Il y a de la résistance de la part des propriétaires fonciers qui s'inquiètent des droits de passage et de l'opposition en raison des inconnues sur les effets à long terme des champs électromagnétiques à proximité des lignes de transmission.

Ces barrages routiers ont un impact sur la conception et la construction des lignes électriques aériennes et des pylônes de transmission, et les opérateurs de réseau recherchent des solutions pour résoudre ces problèmes. Certains défis sont relevés avec l'introduction d'équipements innovants pour moderniser le réseau électrique. Une innovation est l'utilisation d'un isolant composite, à la fois comme structure et comme isolant, dans ce qu'on appelle un bras croisé isolé composite en double V (CICA). La technologie est apparue comme une nouvelle approche pour relever les défis techniques, mais aussi financiers, présentés par le réseau électrique en constante évolution d'aujourd'hui.

1. Une traverse isolée composite (CICA) est composée d'isolateurs de câbles, d'isolateurs de poteaux, d'une connexion de couplage métallique, de dispositifs de blindage d'égalisation de tension et de chaînes de raccords suspendus pour les conducteurs. Le CICA remplace la combinaison "traverse en fer traditionnelle + chaîne isolée suspendue" dans les lignes de transmission aériennes et agit comme un support isolant pour les câbles à haute tension. Il a des performances d'isolation électrique et des performances mécaniques plus excellentes que les solutions traditionnelles. Avec l'aimable autorisation de SHEMAR Power

Le CICA (Figure 1) peut être utilisé dans les projets de lignes de transmission aériennes nouvelles et existantes. La traverse en acier traditionnelle et les chaînes d'isolateurs augmentent à la fois le porte-à-faux vertical (isolateur de suspension) et le balancement horizontal (bras transversal). Le CICA Double-V permet le compactage là où son assemblage modulaire intégré unique (Figure 2) réduit à la fois la longueur verticale et le balancement horizontal.

2. Cette image fournit une comparaison entre le CICA Double-V et une configuration de traverse en acier traditionnelle. Avec l'aimable autorisation de SHEMAR Power

L'assemblage Double-V remplace le V simple horizontal bidimensionnel, une technologie développée pour le compactage il y a des décennies afin d'optimiser la géométrie de la tour de transmission. Cependant, avec le compactage, le V unique a encore des limites en termes de rigidité en flexion et de compression. Il a été constaté que Double-V offre des performances similaires, avec un rapport résistance / poids supérieur, une capacité élastique à résister aux charges de choc (comme lors d'une condition de conducteur cassé) et une résistance aux contournements induits par la pollution grâce à l'utilisation d'isolateurs composites en caoutchouc de silicone, ce qui en fait le choix le plus approprié pour les traverses isolées.

Le CICA Double-V est une combinaison d'isolateurs de poteau de ligne composites et d'isolateurs de suspension, comme illustré à la figure 3. L'isolateur de poteau de ligne composite fonctionne comme un support pour les charges de compression et de flexion tandis que l'isolateur de suspension fonctionne comme un support pour les charges verticales/de traction. .

3. Les éléments du CICA Double-V sont détaillés dans cette illustration. Avec l'aimable autorisation de SHEMAR Power

En plus de ces éléments isolants, le CICA comprend également le nœud de connexion métallique d'extrémité haute tension (HT), les composants de raccord de conducteur, le matériel de connexion côté tour et les dispositifs de gradation de champ électrique, tout en éliminant la longueur de porte-à-faux et l'oscillation horizontale communes avec la suspension conventionnelle. chaînes isolantes. Le CICA Double-V est un type de conception de la famille CICA, un groupe qui comprend également le poteau de ligne à contreventement fixe/pivotant, le tétraèdre et le trépied.

Le type de conception CICA est décidé après analyse des conditions de fonctionnement/chargement et des conditions environnementales. Les éléments du Double-V CICA sont similaires à ceux de la famille CICA restante et couvrent la majorité des lignes de transmission (<765 kV) utilisées aux États-Unis

Qu'il s'agisse d'une nouvelle construction ou d'une nouvelle construction, d'une augmentation de la tension/du courant et/ou de la résolution de problèmes de garde au sol, le CICA Double-V doit être considéré comme une solution à ces défis techniques. Lors de l'application d'une solution CICA dans un nouveau projet de construction/nouvelle construction, les avantages à prendre en compte incluent :

Pour l'augmentation de la tension/du courant, considérez :

Concernant la garde au sol, pensez à :

Envisager l'application de la traverse isolée composite en double V comme une nouvelle approche pour les ingénieurs de lignes de transmission aériennes et les opérateurs de réseaux américains, afin de résoudre les défis d'ingénierie actuels et futurs associés à la croissance de la charge d'une année sur l'autre sur le réseau électrique, et questions liées à l'interconnexion de nouvelles sources de production telles que l'éolien et le solaire.

—Favad Janjua ([email protected]) est directeur des ventes chez SHEMAR Power USA.

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