Separator: nicht nur ein Stück Metall an einer Stange 

Wenn man von Hochspannungsleitungen spricht, denkt jeder an Isolatoren. Und zum Separator – oft nur im Zusammenhang mit „Na ja, gibt es da irgendein Teil zur Reparatur?“ Tatsächlich ist dies aus mechanischer und elektrischer Sicht eines der kritischsten Elemente bei Linearbeschlägen. Wenn der Isolator hält, sorgt der Separator dafür, dass Sie arbeiten können, ohne die gesamte Leitung stromlos zu machen. Viele Designer gehen bei der Auswahl immer noch nach dem Restprinzip vor, aber vergebens. Dann beginnen auf der Autobahn die Probleme: Es funktioniert nicht im richtigen Moment, klemmt oder, noch schlimmer, es wird zerstört, wenn der Draht auf unbeabsichtigte Weise reißt.

Was verbirgt sich wirklich hinter dem Begriff?

Wenn wir pädagogische Formulierungen verwerfen, dann ist für mich, wie für eine Person, die sich seit vielen Jahren mit Testen und Implementieren beschäftigt,Trennzeichenist zunächst einmal eine beherrschbare Schwachstelle. Seine Aufgabe besteht darin, an einem genau definierten Ort und unter vorhersehbaren Bedingungen die Verbindung herzustellen. Normalerweise handelt es sich hierbei um einen Notdrahtbruch. Doch hier beginnt schon die erste Feinheit: Diese Verhältnisse auf dem Papier und in der Realität sind unterschiedlich. Im Projekt werden Belastungen auf Basis idealer Spannung und reiner Spannung berechnet. In der Praxis kommt es auf der Autobahn immer wieder zu Vibrationen (Galping), Windschwankungen und Vereisung. Der Trennmechanismus steht ständig unter dynamischer, zyklischer Belastung. Und seine „Schwäche“ sollte speziell für diesen Modus konzipiert sein und nicht nur für eine statische Pause.

Der zweite Schlüsselaspekt ist die Elektrik. Im Moment des Betriebs darf kein stabiler Lichtbogen vorhanden sein, der benachbarte Phasen durchbrennen oder den Isolator beschädigen könnte. Das Design der Kontaktgruppe (die häufig nur aus zwei Laschen mit einem Scherstift besteht) sollte eine schnelle und endgültige Trennung gewährleisten. Im Labor von Shijiazhuang Hist Electric LLC haben wir einmal eine Charge Separatoren eines Lieferanten getestet. Laut Pass ist alles perfekt: mechanische Zugfestigkeit, elektrischer Widerstand. Bei der Simulation eines Bruchs mit einem Kurzschlussstrom von 20 kA erlosch der Lichtbogen jedoch nicht, sondern wanderte um den Körper herum und brannte durch ihn hindurch. Es stellte sich heraus, dass das Material der Kontaktelemente keine ausreichende Erosionsbeständigkeit aufwies. Wir mussten mit Ingenieuren zusammenarbeiten, um die Legierungszusammensetzung und -geometrie zu verfeinern.

Daher die wichtigste Schlussfolgerung, die ich für mich selbst gezogen habe: Der Separator muss nur in Verbindung mit einem bestimmten Isolatortyp, Draht und sogar einer Klimaregion bewertet werden. Hier gibt es fast keine universellen Lösungen. Die technische Kompetenz unseres Unternehmens basiert genau auf dem Verständnis dieser Zusammenhänge und nicht auf dem Verkauf von Teilen aus einem Katalog.

Das Labor ist der Ort, an dem Verständnis entsteht

Unser Labor in Nordchina dient nicht nur der Show. Hier „brechen“ wir Produkte, um zu verstehen, wie sie sich in 10–15 Jahren auf der Rennstrecke verhalten werden. Es gibt einen speziellen Testzyklus mit Separatoren. Zusätzlich zu den standardmäßigen mechanischen Zug- und Druckversuchen führen wir stets zyklische dynamische Tests durch. Vereinfacht ausgedrückt schütteln wir die zusammengebaute Einheit „Isolator-Trenndraht“ lange und mühsam. mit einer bestimmten Amplitude und Frequenz. Das Ziel besteht darin, festzustellen, ob vor der geschätzten Zeit ein Ermüdungsriss im Stiftkörper oder im Auge auftritt.

Einer der bedeutendsten Fälle betraf einen Auftrag für eine Hochgebirgsregion mit starkem Wind. Der Kunde übermittelte seine technischen Spezifikationen auf Basis ausländischer Normen. Wir haben Muster angefertigt, sie haben alle formellen Kontrollen bestanden. Doch unser Chefingenieur, ein alter Spezialist mit Installationserfahrung bei BAM, bestand auf einer zusätzlichen Prüfung: Vereisung + dynamische Belastung. Wir haben das Wachstum von Eis auf dem Draht und den daraus resultierenden starken Windstoß simuliert. Der Trennstift, der bei Bruch abgeschnitten werden sollte, platzte aufgrund des erhöhten Biegemoments bereits im Vereisungsstadium in zwei Hälften. Der Entwurf berücksichtigte keine kombinierten Effekte. Wir mussten die Geometrie und das Material komplett überarbeiten und das Auge verstärken, damit der Stift gezielt zum Scheren und nicht zum Brechen funktioniert. Ohne ein solches Labor und das Recht zum Experimentieren wäre dieses Gelenk nur durch einen Unfall entstanden.

Aus diesem Grund ist es kein Marketing, sondern eine Notwendigkeit, über eine leistungsstarke Testbasis zu verfügen, die mit Spannungen bis zu 1000 kV arbeiten kann. Denn wie sich ein Lichtbogen an einem realen Abscheider unter realer Spannung verhält, lässt sich am Computer nicht simulieren. Nur so können die optimalen Materialien und Konfigurationen für unterschiedliche „schwierige Baubedingungen“, wie wir in unserer Firmenbeschreibung sagen, ausgewählt werden.

Installationsfehler, die die ganze Arbeit ruinieren

Aus technischer Sicht kann man einen idealen Abscheider bauen, aber er wird vor Ort ruiniert. Der häufigste Fehler ist die falsche Ausrichtung. Viele Installateure glauben, dass es, da es sich um ein symmetrisches Teil handelt, unabhängig von der Platzierung immer noch funktionieren wird. Aber nein. Der Separator verfügt über eine sogenannte „Arbeitsebene“. Wenn er um 90 Grad relativ zum Drahtspannungsvektor gedreht wird, ändert sich das Schermoment des Stifts. Es kann entweder vorzeitig funktionieren (z. B. bei starkem Wind) oder umgekehrt blockieren und die Verbindung nicht trennen, wenn es kaputt geht.

Das zweite Problem ist das übermäßige Anziehen. Der Stift bzw. das Sicherungselement im Inneren des Separators ist für ein bestimmtes Anzugsdrehmoment ausgelegt. ?Leistung? Ein Installateur, der es gewohnt ist, mit Schraubenschlüsseln zu ziehen, kann es einfach verformen und den kalibrierten Schnittabschnitt teilweise zerstören. Dadurch gehen die mechanischen Eigenschaften verloren. Wir haben sogar damit begonnen, einige Modelle mit Drehmomentschlüsseln auszuliefern und bieten für Großkunden kurze Schulungen an. Dadurch wird die Zahl der Beschwerden deutlich reduziert.

Wir hatten auch einen merkwürdigen, aber lehrreichen Vorfall. In einer der Anlagen in Sibirien funktionierten die Separatoren während des ersten schweren Eissturms sicher, obwohl es zu keinem Drahtbruch kam. Wir kamen an und sahen: Alles war korrekt installiert. Es stellte sich heraus, dass einheimische Vögel (anscheinend Elstern) aktiv an der bunten Polymerschutzkappe der Nadel pickten und sie für etwas Essbares hielten. Ihre Bemühungen und die ständige Vibration durch den Wind schwächten die Struktur, was zu vorzeitiger Scherung führte. Danach sind wir für solche Regionen auf weniger „appetitliche“ Regionen umgestiegen. dunkelgraue oder schwarze Farben und die Form der Kappe leicht verändert.

Die Interaktion mit einem Isolator ist ein System und kein Satz von Teilen

Unabhängig davon möchte ich den Punkt der Konsistenz hervorheben. Der Separator funktioniert fast nie alleine. Es ist Teil einer Baugruppe mit Aufhängungs- oder Stützisolator. Dabei kommt es nicht nur auf die mechanische, sondern auch auf die elektrische Verträglichkeit an. Beispielsweise verfügen wir über eine Reihe von Trennschaltern und Trennschaltern. Wenn in ihrer Konstruktion ein Separator verwendet wird, sind die Anforderungen an die Betriebsgenauigkeit und die dielektrischen Eigenschaften nach der Trennung um eine Größenordnung höher.

Als Hersteller von Kabelgarnituren und verwandten Produkten bieten wir oft eine umfassende Lösung. Nicht nur „Hier sind die Abscheider laut Zeichnung?“, sondern eine vollständige Berechnung der Befestigungseinheit: empfohlener Isolatortyp, Befestigungsmethode, Montagevorrichtungen, sogar ein Zeitplan für die vorbeugende Sichtprüfung. Denn sie sahen darin einen Versuch, bei der Hardware Geld zu sparen. 50 US-Dollar führten zu Schäden am Isolator in Höhe von mehreren Tausend Dollar und zu einer außerplanmäßigen Abschaltung der Leitung.

Auf der WebsiteShijiazhuang Hist Electric Co., LtdWir sprechen nicht nur von „integrierten Baulösungen“. Genau darum geht es hier. Ein Kunde aus einer Region mit hoher seismischer Aktivität erhält einen Gerätetyp (mit erhöhtem dynamischen Spielraum und einem anderen Betriebswinkel des Abscheiders) und für ein windiges Küstengebiet einen anderen (mit verbessertem Korrosionsschutz und unter Berücksichtigung von Salznebeln). Die in der Beschreibung erwähnten patentierten Entwicklungen entstehen oft gerade aus der Notwendigkeit heraus, ein solch spezifisches, nicht standardisiertes Problem am Einsatzort zu lösen.

Blick in die Zukunft: Was kann noch verbessert werden?

Heutzutage wird viel von „Smart Grids“ gesprochen. Und auch hier sollte der Separator kein langweiliges mechanisches Teil bleiben. Wir experimentieren mit Optionen, die ein Triggersignal liefern könnten. Nicht nur, dass der Draht herunterfiel, sondern der Disponent erhielt dank des Sensors im Separator auch die genauen Koordinaten der Bruchstelle. Bisher besteht das Hauptproblem in der Stromversorgung und der Widerstandsfähigkeit dieser Elektronik gegenüber extremen Temperaturen und elektromagnetischen Störungen. Aber die Arbeit ist im Gange.

Eine andere Richtung sind Materialien. Verbundpolymere, die wir aktiv in Isolatoren einsetzen, werden nach und nach verstärkt. Für den Separator kann dies eine leichtere Konstruktion und eine bessere Ermüdungs- und Korrosionsbeständigkeit bedeuten. Es gibt jedoch eine Nuance: Das Verhalten des Verbundwerkstoffs unter langfristiger dynamischer Belastung und seine Alterung in einer Baugruppe mit Metallteilen ist Gegenstand einer gesonderten eingehenden Untersuchung. Unsere Doktoranden und Doktoranden beschäftigen sich mit ähnlichen angewandten Problemen.

Am Ende zurück zum Anfang. Der Separator ist kein Verbrauchsmaterial und keine einfache Heftklammer. Hierbei handelt es sich um einen hochpräzisen Sicherheitsmechanismus, der den Unfallort und die Geschwindigkeit der Stromwiederherstellung bestimmt. Seine Auswahl, Prüfung und Installation erfordern eine äußerst ernsthafte und systematische Vorgehensweise. Und die Erfahrung, die durch Dutzende umgesetzter Projekte in verschiedenen Teilen der Welt und durch die Analyse jedes einzelnen außergewöhnlichen Vorgangs gesammelt wird, ist von unschätzbarem Wert. Es ist diese Erfahrung und nicht nur Maschinen, die es uns ermöglicht, unseren Kunden wirklich zuverlässige Lösungen und nicht nur Ware aus dem Lager anzubieten.