Đăng ký thành viên

Tích hợp các thiết bị chống sét có khe hở bên ngoài (EGLA) để tối ưu hóa công suất truyền tải

04/10/2024 04:23 Số lượt xem: 510

---

Các EGLA có tiềm năng lớn trong việc thu gọn đường dây truyền tải (Ảnh st)

Mặc dù nhu cầu ngày càng tăng về công suất và chất lượng đã dẫn đến nhu cầu tăng công suất truyền tải, nhưng việc xây dựng các đường dây trên không mới ở nhiều quốc gia nhiều khi bị hạn chế bởi sự phản đối của người dân và các quy định về môi trường. Do đó, cần phải tìm kiếm các cơ hội khác, chẳng hạn như nâng cấp các hệ thống hiện có. Đồng thời, ngay cả khi đã giải quyết các vấn đề về sự chấp nhận của người dân, người ta vẫn yêu cầu các nhà thiết kế đường dây phải tạo ra các ý tưởng mới để thu nhỏ diện tích mặt bằng chiếm dụng và tác động trực quan của các công trình.

Về vấn đề này, việc thu gọn và nâng cấp thường yêu cầu phải cân nhắc lại các thiết kế trụ điện vẫn giữ nguyên trong nhiều thập kỷ. May mắn thay, sự tiến bộ trong các công nghệ vật cách điện composite và các công nghệ chống sét đã cho phép thu gọn các đường dây để trở thành một giải pháp thay thế thực tế cho các thiết kế tiêu chuẩn, mang lại những cấu trúc riêng biệt hơn và thẩm mỹ hơn. Hơn nữa, xét đến việc tìm nguyên lý vận hành ẩn chứa bên trong các thiết bị chống sét, khoảng hở của cấu trúc và các khoảng cách phóng điện hồ quang của vật cách điện có thể giảm thiểu đáng kể đồng thời cũng cải thiện tính khả dụng. Về vấn đề này, việc tích hợp các thiết bị chống sét có thể giúp thúc đẩy ý tưởng về một đường dây thu gọn.

Bài viết này xem xét các cơ hội tối ưu hóa công suất đường dây truyền tải cũng như chất lượng điện. Bài viết cũng đề cập đến một số thách thức kỹ thuật cần giải quyết khi triển khai các giải pháp hệ thống điện thu gọn.

Giảm thiểu quá áp bằng cách sử dụng thiết bị chống sét

Hình 1 cho thấy các loại quá áp có thể xảy ra trong một hệ thống điện cao áp (đường cong màu đỏ) so với thời gian tồn tại của chúng và so sánh chúng với thiết bị điển hình và các điện áp chịu đựng của chống sét (các đường cong màu lam và màu lục tương ứng).

Hình 1: Biểu diễn độ lớn của các điện áp và quá áp trong hệ thống điện cao áp so với thời gian (1 p.u. = √2 Us / √3) (Ảnh st)

Hiển nhiên là, điện áp chịu đựng cách điện của thiết bị trạm biến áp bị vượt quá đáng kể trong quá trình sét đánh hoặc quá áp chuyển mạch. Tuy nhiên, với việc áp dụng thiết bị chống sét, các quá áp này có thể giảm xuống một cách an toàn. Thật vậy, việc áp dụng thông thường các thiết bị chống sét loại trạm nhằm mục đích bảo vệ các tài sản trạm biến áp đắt tiền như máy biến áp và tủ đóng cắt cách điện bằng khí.

Ngược lại, việc áp dụng các thiết bị chống sét đường dây (LSA) phục vụ một mục đích hoàn toàn khác, cụ thể là ngăn ngừa phóng điện bề mặt của các chuỗi cách điện dọc theo đường dây truyền tải do sét đánh. Khi lắp đặt trên các đường dây truyền tải nhiều mạch, các LSA cung cấp một giải pháp tuyệt vời để loại bỏ mọi khả năng xảy ra sự cố mạch kép. Chúng cũng có thể sử dụng trên các đường dây EHV để kiểm soát các hệ số xung chuyển mạch. Cho đến nay, lĩnh vực ứng dụng chính của các LSA là cải tạo để cải thiện tính năng chống sét của các đường dây hiện có. Các ứng dụng như vậy yêu cầu phải phân tích các tham số đường dây và khảo sát các điều kiện môi trường để tối ưu hóa cấu hình cũng như hiệu quả. Hình 2 mô tả ở dạng sơ đồ một đường dây truyền tải được che chắn với các LSA. Chúng được lắp đặt song song và bên cạnh các chuỗi cách điện để ngăn ngừa sự cố che chắn nếu sét đánh trực tiếp vào dây pha.

Hình 2: Các TLA giúp ngăn sự cố phóng điện bề mặt trên các vật cách điện (Ảnh st)

Có hai kịch bản cơ bản để mô tả hiện tượng phóng điện bề mặt do sét: phóng điện bề mặt trực tiếp (còn gọi là chạm chập che chắn); và phóng điện ngược, nếu sét đánh vào dây chống sét hoặc đỉnh trụ điện. Tỷ lệ phóng điện ngược trên vật cách điện có thể giảm hiệu quả đối với các đường dây trên không được che chắn nằm ở những khu vực có hoạt động sét cao hoặc có điện trở nối đất kém. Ví dụ, có thể đặt thiết bị chống sét trên tất cả các pha hoặc chỉ trên các pha có hệ số ghép nối thấp nhất với dây chống sét (thường là pha dưới cùng ở những khu vực có điện trở nối đất cao). Trong những tình huống như vậy, điều quan trọng là phải lắp các thiết bị chống sét không chỉ trên các công trình ở những khu vực có điện trở nối đất cao mà cả trên một hoặc hai công trình có điện trở nối đất tốt (tức là thấp) nằm ngay cạnh những công trình có điện trở nối đất cao. Điều này sẽ ngăn ngừa hiện tượng phóng điện bề mặt trên các công trình có điện trở thấp do hoạt động của thiết bị chống sét trên những công trình có điện trở nối đất cao. Điện trở nối đất càng cao thì năng lượng hấp thụ bởi từng LSA riêng lẻ càng lớn.

Phóng điện bề mặt trực tiếp xảy ra khi sét đánh vào dây pha. Phóng điện bề mặt trực tiếp từ “sự cố che chắn” chủ yếu quan sát thấy trên các đường dây truyền tải không được che chắn nhưng cũng xảy ra không thường xuyên trên các đường dây được che chắn vẫn bị sét đánh trực tiếp vào dây dẫn điện áp cao. Các tia sét đánh trực tiếp vào các dây pha sẽ xảy ra thường xuyên hơn nhiều trong trường hợp các đường dây truyền tải và phân phối không được che chắn so với các đường dây được che chắn đúng cách vì các đường dây này không được bảo vệ chống sét. Trong những trường hợp như vậy, có thể sử dụng các thiết bị chống sét đường dây để giải quyết hiện tượng phóng điện bề mặt trực tiếp do sự cố che chắn bằng cách áp dụng các thiết bị chống sét vào các pha trên cùng bị phơi nhiễm.

Các trường hợp khác về hiện tượng phóng điện bề mặt hệ thống do sét đánh có thể quan sát thấy trên các trụ điện nhiều mạch, chẳng hạn như các trụ điện có đường dây phân phối xây dựng phía dưới, hoặc trên các đường dây truyền tải mạch kép. Tình huống sau thường có tác động nghiêm trọng đến toàn bộ hệ thống truyền tải. Có thể sử dụng hiệu quả các thiết bị chống sét đường dây trên các đường dây truyền tải mạch kép và lắp đặt trên cả ba pha của một mạch để ngăn ngừa nguy cơ sự cố hệ thống kép. Phương pháp này có thể áp dụng cho tất cả các điện áp hệ thống danh định, kể cả EHV.

Trong trường hợp một đường dây phân phối dùng chung một trụ điện hoặc cột điện với mạch truyền tải được che chắn, các dây dẫn phân phối xây dựng bên dưới ít có khả năng bị đánh trực tiếp vì chúng được che chắn bởi mạch truyền tải ở trên. Tuy nhiên, đường dây phân phối vẫn dễ bị phóng điện ngược do sự kết nối yếu giữa các dây dẫn phân phối và các dây che chắn. Độ bền cách điện trên đường dây phân phối này cũng thấp hơn so với đường dây truyền tải. Khi một dây dẫn phân phối phóng điện qua, sự kết nối với các dây dẫn truyền tải sẽ tăng lên và giảm thiểu rủi ro phóng điện ngược trên mạch truyền tải. Về vấn đề này, có thể cải thiện tính năng chống sét của mạch truyền tải nhưng phải trả giá bằng mạch phân phối xây dựng bên dưới. Có thể tránh vấn đề này một cách đáng tin cậy bằng cách áp dụng các thiết bị chống sét đường dây trên ít nhất một trong ba pha của mỗi trụ điện hoặc cột điện trên mạch phân phối xây dựng bên dưới.

Có hai thiết kế LSA khác nhau, cả hai đều có những ưu điểm và nhược điểm tương đối:

• Thiết bị chống sét không có khe hở (NGLA), còn gọi là không khe hở; và

• Thiết bị chống sét đường dây có khe hở bên ngoài (EGLA).

Các thiết bị chống sét không có khe hở, giống như thiết bị chống sét trạm, có kết nối trực tiếp với dây dẫn điện áp cao và nối đất với trụ điện ở phía bên kia (xem Hình 3 và Hình 4). Không giống như trạm biến áp vốn không thể vận hành mà không có thiết bị chống sét cấp trạm do rủi ro đối với các tài sản tốn kém, đường dây truyền tải có thể vận hành mà không cần các LSA. Với điều kiện này, có thể trang bị cho các NGLA một thiết bị có thể vận hành ngay lập tức và ngắt kết nối LSA này khỏi điện áp hệ thống trong trường hợp quá tải nhiệt hoặc sự cố chống sét. Điều này cho phép cấp điện trở lại và vận hành đường dây trên không bị ảnh hưởng cho đến khi có thể lên lịch thay thế.

Hình 3: Các NGLA treo trên đường dây truyền tải nối đất với trụ điện 500kV (Ảnh st)

Hình 4: NGLA lắp trên trụ điện và kết nối bằng dây nối với đường dây truyền tải 123kV (Ảnh st)

Các thiết bị chống sét đường dây có khe hở bên ngoài

IEC 60099-8 định nghĩa các thiết bị chống sét có khe hở bên ngoài (EGLA) là “một thiết bị bảo vệ chống sét bao gồm hai thành phần riêng biệt – một bộ phận tác dụng gọi là điện trở phi tuyến mắc nối tiếp (SVU) thể hiện phần chống sét và một khe hở bên ngoài mắc nối tiếp”.

Hình 5: Cấu hình chuẩn của EGLA. (Ảnh st)

Sự khác biệt chính giữa NGLA và EGLA là khe hở nối tiếp bên ngoài giúp cách ly SVU khỏi hệ thống, như thể hiện trong Hình 6. Mục đích cụ thể của LSA có khe hở là xử lý quá áp sét và dập tắt hồ quang giữa các điện cực của khe hở nối tiếp trong vòng một nửa chu kỳ của điện áp tần số nguồn của hệ thống. Dòng điện xung chạy qua do phóng điện bề mặt có kiểm soát trong khe hở gọi là “dòng điện kèm theo” và là tổng dòng điện chạy qua các varistor (điện trở phi tuyến) oxit kim loại của SVU và dòng điện ô nhiễm trên vỏ của nó. Vì các varistor oxit kim loại hạn chế dòng điện kèm theo ở mức vài ampe nên nó dập tắt hồ quang đã mồi cháy và việc ngắt dòng điện kèm theo diễn ra trong vòng vài mili giây. Không có sự cố chạm đất trong hệ thống và do đó không cần phải tác động máy cắt đường dây để loại bỏ sự cố.

Hình 6: EGLA lắp bên trong chuỗi treo hình chữ V trên hệ thống 220kV (Ảnh st)

Theo IEC 60099-8, thử nghiệm mức năng lượng danh định của các varistor MO bằng một thử nghiệm phóng điện sét để xác minh mức truyền điện tích lặp đi lặp lại hoặc Q_rs. Hơn nữa, trong trường hợp rất hiếm khi xảy ra là EGLA bị hỏng, khe hở nối tiếp này phải chịu được các quá áp chuyển mạch của hệ thống để có thể đóng điện trở lại đường dây truyền tải. Vì mục đích này, người ta thực hiện các thử nghiệm chịu chuyển mạch trên các khe hở với một SVU bị ngắn mạch và trong các điều kiện ẩm ướt để xác minh rằng đường dây truyền tải có thể tiếp tục hoạt động, ngay cả khi EGLA bị hỏng. Hình 7 cho thấy khu vực hoạt động của EGLA nằm giữa mức sét và mức chuyển mạch của một hệ thống.

Hình 7: Khu vực hoạt động của EGLA nằm giữa điện áp sét và điện áp chuyển mạch (Ảnh st)

Việc chọn kích thước của khe hở EGLA liên quan đặc biệt đến các điện áp sét và điện áp chuyển mạch. Khoảng cách khe hở tối đa bị giới hạn bởi điện áp phóng điện bề mặt xung sét tối thiểu của các vật cách điện trong khi khoảng cách khe hở tối thiểu bị giới hạn bởi điện áp chịu xung chuyển mạch tối đa của đường dây truyền tải.

Hình 8: EGLA giới hạn điện áp xung sét trong cấu hình chuỗi treo hình chữ V ở điện áp hệ thống 500kV

Có thể giảm chiều dài chuỗi vật cách điện và do đó giảm chiều cao trụ điện tốt nhất bằng cách sử dụng các EGLA do thiết kế tương đối nhỏ gọn của chúng so với các NGLA. Hơn nữa, vì một EGLA không đóng điện liên tục nên SVU của nó yêu cầu ít thể tích hơn cho các varistor MO hơn, đây là một lợi thế về trọng lượng nhẹ hơn cũng như ít công việc cần thiết để lắp đặt và bảo trì hơn. Hơn nữa, việc cắt giảm đáng kể vật liệu cho phép có kích thước nhỏ gọn hơn cũng như tích hợp tốt hơn trên trụ điện cùng với một dải rộng hơn các tùy chọn lắp đặt hơn. Ngược lại, một NGLA có kích thước lớn hơn nhiều do dao cách ly của nó và dây nối đất liên quan. Điều này có nguy cơ làm ngắn mạch các pha phụ bên dưới trên trụ điện nếu rơi xuống đất trong khi thiết bị chống sét bị quá tải (tức là tác động cắt dao cách ly).

Việc quyết định cấu hình chính xác của một EGLA cho từng ứng dụng bao gồm xác định các mức SVU danh định của nó (tức là mức năng lượng danh định, điện áp dư, khoảng cách phóng điện hồ quang), định cỡ khoảng cách khe hở liên quan đến điện áp sét và điện áp chuyển mạch và lựa chọn thiết kế cơ khí phù hợp thường khác nhau tùy theo từng tùy chọn lắp đặt. Việc thiết kế kỹ thuật hướng đến mục tiêu tối ưu hóa tích hợp EGLA vào một cấu trúc vì nó có thể lắp trên các xà ngang, trên chính cấu trúc đó hoặc trực tiếp trên chuỗi các vật cách điện. Yêu cầu chính là duy trì khoảng cách khe hở ổn định, ngay cả trong các điều kiện rung động đường dây và sóng chạy. Các đường dây truyền tải mới thường cho phép nhiều tùy chọn lắp đặt hơn so với khi lắp thêm các EGLA vào các đường dây hiện có. Các yếu tố chính trong việc định cỡ tối ưu khoảng cách phóng điện hồ quang vật cách điện rút ngắn là chiều dài đường rò tối thiểu và điện áp chịu xung sét. Điện áp hệ thống càng cao thì các xung chuyển mạch càng trở nên quan trọng, đặc biệt là trên 300kV.

Giảm khoảng hở bằng cách sử dụng các EGLA

Chiều dài của một chuỗi cách điện xác định bởi khoảng cách phóng điện hồ quang tối thiểu của nó, việc tính toán khoảng cách này dựa trên điện áp chịu xung sét và xung chuyển mạch tối đa yêu cầu. Nhưng việc kết hợp một chuỗi cách điện với một EGLA làm thay đổi cách tiếp cận định cỡ thông thường này đến mức khoảng cách phóng điện hồ quang hoặc điện áp chịu xung sét của một chuỗi không còn là tiêu chí quyết định nữa. Thay vào đó, nó trở thành điện áp mồi lửa xung sét của khe hở không khí của EGLA. Khe hở càng nhỏ và điện áp đánh lửa sét hoạt động (bảo vệ) của EGLA càng thấp thì khoảng cách phóng điện hồ quang cần thiết cho một chuỗi cách điện sẽ càng ngắn - và chiều dài yêu cầu của nó cũng sẽ ngắn hơn. Hơn nữa, giới hạn dưới của khoảng cách khe hở thay đổi theo điện áp xung chuyển mạch yêu cầu.

Hình 9 minh họa mối tương quan giữa kích thước khe hở EGLA ('D') và khoảng cách phóng điện hồ quang của vật cách điện ('L') dựa trên nhiều năm kinh nghiệm thử nghiệm. Biên độ và hình dạng của các đường cong này phụ thuộc vào cấu hình của cụm vật cách điện cũng như hình dạng của các điện cực EGLA. Hình 10 cho thấy các ví dụ về cụm vật cách điện kết hợp với các EGLA.

Hình 9: Mối quan hệ giữa khoảng cách khe hở EGLA với khoảng cách phóng điện bề mặt của vật cách điện. (Ảnh st)

Hình 10: Dây điện thu gọn với EGLA trên chuỗi treo đơn (bên trái) và chuỗi chữ V pn (bên phải).

Để có giải pháp thu gọn nhất có thể, cần phải có điện áp chịu xung chuyển mạch yêu cầu. Hệ số xung chuyển mạch càng thấp thì hệ thống càng trở nên nhỏ gọn. Ví dụ, một đường dây truyền tải 420kV điển hình ở Đức có mức điện áp chịu xung chuyển mạch là 850kV trong khi các vật cách điện có khoảng cách phóng điện hồ quang là 3m. Khi kết hợp với EGLA, khoảng cách phóng điện hồ quang của chuỗi có thể giảm xuống 10% còn 2,7m. Hệ số giảm này áp dụng cho tất cả các mạch và tất cả các pha của bất kỳ đường dây cụ thể nào, như thể hiện trong Hình 11.

Hình 11: Trụ điện thu gọn (Ảnh st)

Mô phỏng tính năng chuyển mạch của các đường dây trên không

Giảm hệ số xung chuyển mạch trên đường dây truyền tải là thiết yếu để thu gọn hoặc nâng cấp hiệu quả đường dây vì đây là hệ số định cỡ cho giới hạn dưới của khoảng cách khe hở EGLA. Để xác định quá áp chuyển mạch xảy ra, cần mô phỏng tính năng của đường dây trên không bằng công cụ mô phỏng (Sigma SET) và sử dụng các tham số sau:

• Chiều dài đường dây truyền tải: 100km

• Chiều dài khoảng cột đường dây: 365m

• Cấp cách điện cơ bản của vật cách điện đường dây: 1.425kV

• Thời gian đóng của máy cắt 420kV: 65ms

Hình 12: Mô hình giả định để phân tích tính năng chuyển mạch của đường dây truyền tải 420kV (Ảnh st)

Mô phỏng này dẫn đến quá áp chuyển mạch là 3,12pu đối với đường dây truyền tải trong ví dụ này, không có các thiết bị chống sét tại các trạm biến áp. Với các thiết bị chống sét trạm tại cả đầu và cuối đường dây, quá áp chuyển mạch có thể giới hạn ở mức 1,84pu.

Với điện áp chịu xung chuyển mạch là 664kV, khoảng cách khe hở EGLA là khoảng 1,36m. Khoảng cách phóng điện hồ quang tương ứng của vật cách điện là 2,1m – giảm 30% chiều dài so với khoảng cách phóng điện hồ quang ban đầu là 3m trên đường dây truyền tải tiêu chuẩn 420kV. Về lý thuyết, điều này có nghĩa là các chuỗi điển hình cho 245kV có thể sử dụng cho hệ thống 420kV.

Tùy thuộc vào các tham số hệ thống như chiều dài đường dây, các mức ngắn mạch danh định và mức điện áp, hệ số xung chuyển mạch thường giảm nhẹ và giảm bớt nhờ sự hỗ trợ của các điện trở đóng và/hoặc cuộn kháng shunt. Các thiết bị chống sét loại trạm trong trạm biến áp cũng có thể cải thiện bằng cách giảm điện áp dư và tăng yêu cầu xử lý năng lượng của chúng.

Phương pháp tiết kiệm chi phí nhất vẫn là áp dụng các NGLA tại một số địa điểm dọc theo đường dây truyền tải. Phải thực hiện mô phỏng để xác định mức năng lượng danh định và vị trí chính xác của chúng.

Trong mô phỏng cụ thể này, người ta giả định chiều dài đường dây chỉ là 100km, đây là yếu tố hạn chế đối với các xung chuyển mạch. Tuy nhiên, các đường dây truyền tải điển hình cho 245kV trở lên thường dài hơn nhiều và có thể xảy ra xung chuyển mạch cao hơn. Do đó, ứng dụng NGLA để kiểm soát xung chuyển mạch trở nên hợp lý hơn đối với các đường dây truyền tải dài hơn.

Những thách thức tiếp theo

Rõ ràng là có nhiều cơ hội để rà soát lại các mức danh định thông thường và các thiết kế tiêu chuẩn để thu gọn đường dây và nâng cấp đường dây. Tiềm năng sử dụng các EGLA trong việc giảm khoảng cách phóng điện hồ quang của các vật cách điện và tăng độ khả dụng năng lượng là hiển nhiên. Tuy nhiên, phải xem xét và khảo sát một số khía cạnh quan trọng trước khi triển khai các giải pháp như vậy.

1. Việc giảm khoảng cách phóng điện hồ quang của vật cách điện liên quan đến việc tăng hệ số đường rò, ví dụ bằng cách sử dụng các biên dạng xiêm mới và đường kính xiêm lớn hơn.

2. Các thiết kế đường dây thu gọn và nâng cấp hiện có chứng minh vai trò quan trọng của các xà ngang cách điện và các thiết kế cụ thể của cách điện trụ đường dây trong việc ngăn chặn chuyển động ngang của đường dây.

3. Việc giảm khoảng hở và tăng điện áp hệ thống dẫn đến hoạt động phóng điện vầng quang cao hơn cần kiểm soát và ngăn chặn. Thiết kế sáng tạo chuỗi cách điện và các thành phần phần cứng cụ thể cần cân nhắc trong vấn đề này. Hơn nữa, các công nghệ dây dẫn nhiệt độ cao mới cho phép thiết kế hệ thống kẹp đặc biệt để mang các phụ tải dòng điện cao hơn. Những phát triển mới nhất này lý tưởng nhất là tích hợp vào giai đoạn thiết kế để tối ưu hóa các giải pháp đường dây thu gọn cho từng người dùng.

4. Ở một số quốc gia quy định khoảng hở tối thiểu và áp dụng cùng một xếp hạng trong nhiều thập kỷ mà không cân nhắc đến việc đạt được các giá trị thấp hơn bằng cách áp dụng các thiết bị chống sét đường dây. Mức độ bảo vệ của varistor oxit kim loại là một phương pháp an toàn để giảm khoảng hở nhưng không may là không phải lúc nào cũng được hiểu đầy đủ. Do đó, các ban kỹ thuật và nhóm công tác tham gia vào quá trình chuẩn hóa cần cộng tác chặt chẽ hơn với các nhà thiết kế đường dây và nhà chế tạo thiết bị chống sét để cung cấp sự linh hoạt hơn khi liên quan đến việc quy định khoảng hở về điện.

Kết luận

Giảm khoảng hở giữa các chuỗi cách điện và đường dây truyền tải với sự trợ giúp của các thiết bị chống sét đường dây mang lại tiềm năng lớn trong việc thu gọn đường dây. Các mô phỏng cho thấy rằng về mặt kỹ thuật, có thể giảm tới 30% khoảng hở và kích thước của đường dây truyền tải 420kV thông thường bằng cách sử dụng các EGLA kết hợp với thiết bị chống sét loại trạm phù hợp. EGLA lắp đặt trên mỗi trụ điện và mỗi pha không chỉ giúp tối ưu hóa thiết kế và giảm khoảng hở mà còn cung cấp khả năng bảo vệ đáng tin cậy chống lại sự cố mất điện do sét. Khái niệm giảm kích thước hình học một đường dây cũng áp dụng cho việc nâng cấp đường dây ngoài việc thu gọn đường dây vì nguyên tắc cơ bản là giống nhau.

Tài liệu đã chứng minh rằng áp dụng các EGLA là giải pháp phù hợp nhất để giảm sự cố mất điện do sét đánh. Hơn nữa, khoảng cách phóng điện hồ quang của các chuỗi cách điện có thể giảm đến mức tối thiểu nếu xác minh sự phối hợp cách điện giữa mức bảo vệ EGLA và mức chịu của vật cách điện. Khe hở không khí EGLA càng nhỏ thì khoảng hở sẽ càng thu gọn. Tùy thuộc vào mức điện áp, thường là 245kV trở lên và các tham số trên đường dây như chiều dài, các hệ số xung chuyển mạch trở nên quan trọng. Ở đây, việc áp dụng các NGLA là giải pháp đơn giản và hiệu quả để giảm xung chuyển mạch và giảm thiểu thu gọn. Trong trường hợp này thường yêu cầu các nghiên cứu chuyển mạch vì các thao tác đóng lại không nhạy cảm với các thiết kế thông thường của các hệ thống 245kV trở lên. Các NGLA chỉ lắp đặt tại một vài vị trí dọc theo đường dây truyền tải là khoản đầu tư vừa phải nhưng mang lại kết quả vượt trội.

Một số công ty điện lực, nhà chế tạo thiết bị chống sét, nhà thiết kế đường dây và cố vấn kỹ thuật hiện đang tiến hành các nghiên cứu khả thi. Việc triển khai các dự án thí điểm bắt đầu ở các nước phát triển, nơi cần phải nâng cấp các mạng lưới hiện có. Đặc biệt là ở Châu Âu, nơi không gian cho hành lang điện bị hạn chế, phải phát triển nhiều giải pháp sáng tạo. Những thách thức khác liên quan đến chiều dài đường rò, điện áp nhiễu rađio (RIV)/phóng điện vầng quang, thiết kế vật cách điện và các khía cạnh cơ học cũng sẽ phải khảo sát, phân tích và giải quyết. Sự cộng tác tốt hơn giữa các nhà chế tạo thiết bị chống sét và các nhà thiết kế đường dây cũng sẽ cần thiết để nhanh chóng bước vào kỷ nguyên mới của các đường dây truyền tải tối ưu hóa.

Biên dịch: Phạm Gia Đại

Theo “inmr”, tháng 7/2024