Typy izolátorů používaných v přenosových (nádenních) čárách

Definice typů izolátorů

Existuje pět hlavních typů izolátorů používaných v přenosových článcích: Pin, Suspension, Strain, Stay a Shackle.

• Pin Izolátor

• Suspension Izolátor

• Strain Izolátor

• Stay Izolátor

• Shackle Izolátor

Izolátory typu Pin, Suspension a Strain se používají v středně a vysokonapěťových systémech. Zatímco izolátory typu Stay a Shackle se primárně používají v nízkonapěťových aplikacích.

Pin Izolátor

Pin izolátory jsou prvním typem převodových izolátorů, které byly vyvinuty, a stále se široce používají v elektrických sítích až do 33 kV. Mohou být vyrobeny v jedné, dvou nebo třech částech podle napětí.

V systému 11 kV obvykle používáme jednodílný typ izolátoru, vyrobený z jednoho kusu formovaného porcelánu nebo skla.

Protože úniková cesta izolátoru probíhá po jeho povrchu, zvýšení svislé délky povrchu pomáhá prodloužit únikovou cestu. Poskytujeme jeden, dva nebo více deštníků nebo falbánů na těle izolátoru, aby byla dosažena dlouhá úniková cesta.

Kromě toho slouží deštníky nebo falbány na izolátoru dalšímu účelu. Tyto deštníky nebo falbány jsou navrženy tak, aby během deště vnější povrch deštníku byl mokrý, ale vnitřní povrch zůstal suchý a nevodič. Tím dojde k přerušení vodiče přes mokrý povrch pin izolátoru.

V systémech s vyšším napětím – jako 33 kV a 66 kV – je výroba jednodílného porcelánového pin izolátoru obtížnější. Čím je napětí vyšší, tím musí být izolátor tlustší, aby poskytl dostatečnou izolaci. Velmi tlustý jednodílný porcelánový izolátor není praktický k výrobě.

V tomto případě používáme vícedílný pin izolátor, kde jsou několik správně navržených porcelánových plášťů spojených portlandským cementem, aby tvořily jeden kompletní izolátor. Obvykle používáme dvojdílné pin izolátory pro 33 kV a třídílné pin izolátory pro 66 kV systémy.

Návrh Elektrického Izolátoru

Živý vodič je připojen k horní části pin izolátoru, který nese živé potenciální napětí. Spodní část izolátoru je připevněna k nosné konstrukci na zemském potenciálu. Izolátor musí odolat potenciálním stresům mezi vodičem a zemí. Nejkratší vzdálenost mezi vodičem a zemí, obklopující tělo izolátoru, po které může dojít k elektrickému výboji skrz vzduch, se nazývá flashover vzdálenost.

Když je izolátor mokrý, jeho vnější povrch se stává téměř vodičem. Proto se flashover vzdálenost izolátoru sníží. Návrh elektrického izolátoru by měl být takový, aby snížení flashover vzdálenosti bylo minimální, když je izolátor mokrý. Proto má horní falbán pin izolátoru tvar deštníku, aby chránil zbytek nižší části izolátoru před déštem. Horní povrch horního falbánu je nakloněn co nejméně, aby se udržela maximální flashover napěťová hodnota během deště.

Deštníky jsou navrženy tak, aby narušovali distribuci napětí. Jsou tak navrženy, aby jejich podpovrch byl kolmý k elektromagnetickým silovým liniím.

Post Izolátor

Post izolátory jsou podobné pin izolátorům, ale post izolátory jsou vhodnější pro vysokonapěťové aplikace.

Post izolátory mají větší počet falbánů a větší výšku než pin izolátory. Tento typ izolátoru lze montovat na nosnou konstrukci horizontálně i vertikálně. Izolátor je vyroben z jednoho kusu porcelánu a má uzamykací zařízení na obou koncích pro připevnění.

Hlavní rozdíly mezi pin izolátorem a post izolátorem jsou:

Suspension Izolátor

Při vyšším napětí nad 33 kV se stává neekonomické používat pin izolátory, protože velikost a hmotnost izolátoru se zvýší. Obsluha a výměna větších jednotkových izolátorů je docela obtížná úloha. Pro překonání těchto obtíží byl vyvinut suspension izolátor.

U suspension izolátoru jsou spojeny v řadě počty izolátorů, aby tvořily řetězec, a vodič je nesen spodním izolátorem. Každý izolátor suspension řetězce se nazývá diskový izolátor kvůli svému diskovitému tvaru.

Výhody Suspension Izolátoru

• Každý suspension disk je navržen pro normální napěťové označení 11 kV (vyšší napěťové označení 15 kV), takže použitím různého počtu disků lze suspension řetězec upravit pro jakékoli napěťové hladinu.

• Pokud je některý z diskových izolátorů v suspension řetězci poškozen, lze ho snadno vyměnit.

• Mechanické stresy na suspension izolátor jsou menší, protože vodič visí na pružném suspension řetězci.

• Jelikož proudové vodiče jsou zavěšeny na nosné konstrukci suspension řetězcem, je výška polohy vodiče vždy menší než celková výška nosné konstrukce. Proto mohou být vodiče chráněny před bleskem.

Nevýhody Suspension Izolátoru

• Suspension izolátor řetězec je dražší než pin a post typ izolátoru.

• Suspension řetězec vyžaduje větší výšku nosné konstrukce než pin nebo post izolátor, aby se udržela stejná výška nad zemí pro vodič.

• Amplituda volného kývání vodičů je větší v systému suspension izolátoru, proto by měl být poskytnut větší prostor mezi vodiči.

Strain Izolátor

Suspension řetězec používaný k obsluze významných tažných zatížení se nazývá strain izolátor. Používá se tam, kde je konec linky nebo ostrý roh v přenosovém článku, kde je třeba, aby linka nesla těžké tažné zatížení. Strain izolátor musí mít značnou mechanickou pevnost, stejně jako nutné elektrické izolační vlastnosti.

Stay Izolátor

Pro linky s nízkým napětím musí být stay dráty izolovány od země ve výšce. Izolátor používaný v stay drátu se nazývá stay izolátor a obvykle je z porcelánu, a je navržen tak, aby v případě zlomu izolátoru guy-wire nepadl na zem.

Shackle Izolátor

Shackle izolátor (také známý jako spool izolátor) se obvykle používá v nízkonapěťových distribučních sítích. Může být použit jak v horizontální, tak v vertikální poloze. Použití takového izolátoru se nedávno snížilo s rostoucím využíváním podzemních kabelů pro distribuční účely.

Kónická díra v spool izolátoru rozděluje zatížení rovnoměrněji a minimalizuje možnost zlomu při těžkém zatížení. Vodič v drážce shackle izolátoru je připevněn pomocí měkkého vázacího drátu.