Application et conception d’isolants 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 demande accrue d’électricité à mesure que l’électrification s’implante dans les transports et dans d’autres secteurs crée des défis pour un réseau vieillissant. Certains problèmes sont en train d'être résolus grâce à l'introduction d'équipements innovants pour moderniser le réseau de distribution.

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

Les États-Unis et d’autres pays ont accéléré l’installation de nouvelles ressources énergétiques renouvelables, en grande partie à cause des préoccupations mondiales liées au 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 obstacles. 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 une résistance de la part des propriétaires fonciers préoccupés par les emprises, et une opposition en raison des inconnues sur les effets à long terme des champs électromagnétiques à proximité des lignes de transport.

Ces obstacles 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 grâce à l’introduction d’équipements innovants pour moderniser le réseau électrique. Une innovation réside dans l'utilisation d'un isolant composite, à la fois comme structure et comme isolant, dans ce que l'on appelle un bras transversal isolé composite à double V (CICA). Cette technologie est apparue comme une nouvelle approche pour relever les défis techniques, mais aussi financiers, présentés par le réseau électrique actuel en constante évolution.

1. Un bras transversal isolé composite (CICA) est composé d'isolateurs de câble, d'isolateurs de poteaux, de connexions de couplage métalliques, de dispositifs de blindage d'égalisation de tension et de chaînes de montage de suspension pour conducteurs. CICA remplace la combinaison « traverse en fer traditionnelle + chaîne isolée suspendue » dans les lignes aériennes de transmission et agit comme un support isolant pour les fils à haute tension. Il présente des performances d'isolation électrique et des performances mécaniques supérieures à celles des solutions traditionnelles. Avec l'aimable autorisation de : SHEMAR Power

Le CICA (Figure 1) peut être utilisé dans les projets de lignes aériennes de transport nouvelles et existantes. Les traverses en acier traditionnelles et les cordes isolantes augmentent à la fois le porte-à-faux vertical (isolateur de suspension) et l'oscillation horizontale (bras transversal). Le Double-V CICA permet le compactage où son unique assemblage modulaire intégré (Figure 2) réduit à la fois la longueur verticale et l'oscillation horizontale.

2. Cette image fournit une comparaison du Double-V CICA avec une configuration traditionnelle à bras transversaux en acier. Avec l'aimable autorisation de : SHEMAR Power

L'assemblage Double-V remplace le Vé 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 Vé unique présente encore des limites en termes de rigidité en flexion et de compression. Il a été constaté que Double-V offre des performances comparables, avec un rapport résistance/poids supérieur, une capacité élastique à résister aux charges de choc (par exemple lors d'une condition de rupture de conducteur) et une résilience contre les 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 Double-V CICA est une combinaison d'isolateurs de poteaux de ligne composites et d'isolateurs de suspension, comme le montre 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 tension. .