Siirtoverkoissa (ylinopean) käytetyt erityyppiset sulkut

Eräänlaiset eristinmääritykset

Siirtolinjoissa käytetään viittä pääasiallista eristintyyppiä: Pin, Suspension, Strain, Stay ja Shackle.

• Pin-eristi

• Suspension-eristi

• Strain-eristi

• Stay-eristi

• Shackle-eristi

Pin-, Suspension- ja Strain-eristit käytetään keski- ja korkeajännitteisiin järjestelmiin. Stay- ja Shackle-eristit käytetään pääasiassa matalajännitteisiin sovelluksiin.

Pin-eristi

Pin-eristit ovat ensimmäiset kehitetyt yläjohdon eristimet, ja niitä käytetään edelleen laajasti sähköverkoissa jopa 33 kV asti. Ne voidaan tehdä yhdestä, kahdesta tai kolmesta osasta riippuen jännitteestä.

11 kV järjestelmässä käytämme yleensä yhden osan eristin, joka on valmistettu yhdestä muotituesta valmistetusta porseleesta tai lasista.

Koska eristin leviytpolku on sen pinnalla, sen pystysuoran pinta-alan lisääminen auttaa pitämään leviytpolun pidemmänä. Tarjoamme eristin rungolle yhden, kaksi tai useamman sadepudotuspäätteen tai petticoatin saadaksemme pitkän leviytpolun.

Lisäksi sadepudotuspäätteillä tai petticoateilla on toinenkin tarkoitus. Suunnittelemme nämä sadepudotuspäätteet siten, että sadeaikana sadepudotuspäätteen ulkopinta kostuu, mutta sisäpinta pysyy kuivana ja johtamattomana. Näin ei ole jatkuvaa johtopolkua kostuneen pin-eristin pinnan läpi.

Korkeammassa jännitteessä – kuten 33 kV ja 66 kV – yhden osan porseleinpin-eristin valmistus tulee vaikeaksi. Mitä korkeampi jännite, sitä paksuimman eristin täytyy olla tarjoamaan riittävä eristyminen. Erittäin paksu yksiosainen porselein-eristi ei ole käytännöllinen valmistettavaksi.

Tällaisessa tapauksessa käytämme moniosaisia pin-eristejä, joissa jotkut huolellisesti suunnitellut porseleinhuopat kiinnitetään yhteen Portland-cementilla muodostaen yhden kokonaisen eristin yksikön. Yleensä käytämme kahden osan pin-eristejä 33 kV järjestelmille ja kolmen osan pin-eristejä 66 kV järjestelmille.

Sähköisen eristimen suunnittelun harkinnat

Elävä johto kiinnitetään pin-eristin ylle, joka kuljettaa elävän potentiaalin. Eristin alapuoli kiinnitetään maanjäristymiseen kytkettyyn tukevaan rakenteeseen. Eristin täytyy kestää potentiaalisten stressien välillä johtoa ja maata. Johtojen ja maan välinen lyhin etäisyys, jossa sähköinen purkaus voi tapahtua ilman kautta, tunnetaan summa-automaattina.

Kun eristi on kostea, sen ulkopinta muuttuu melkein johtavaksi. Siksi eristin summa-auto lasketaan. Sähköisen eristimen suunnitelman pitäisi olla sellainen, että summa-auton lasku on minimaalinen, kun eristi on kostea. Siksi pin-eristin ylin petticoat on suunniteltu parakasvarusteluun, jotta se suojelee eristin alapuolta sadelta. Ylimmän petticoatin yläpinta on mahdollisimman vino, jotta säilytetään maksimipotentiaali sadeaikana.

Sadepudotuspäätteet on tehty siten, etteivät ne häiritse jännitejakoa. Ne on suunniteltu siten, että niiden alapinta on suoraan kulmassa sähkömagneettisiin voimanriviin nähden.

Pilveeristi

Pilveeristit ovat samankaltaisia pin-eristejä, mutta pilveeristit ovat sovellyttavammat korkeajännitteisiin sovelluksiin.

Pilveeristillä on enemmän petticoateja ja suurempi korkeus kuin pin-eristillä. Tämäntyyppinen eristi voidaan asentaa tukevaan rakenteeseen sekä vaakatasossa että pystyasennossa. Eristi on valmistettu yhdestä porseleeni-osasta, ja sillä on kiinnitysjärjestely molemmilla päillä.

Pin-eristin ja pilveeristin pääerojen ovat:

Suspension-eristi

Korkeammassa jännitteessä, yli 33 kV, pin-eristin käyttö tulee taloudellisesti epäedulliseksi, koska eristin koko ja paino kasvavat. Isomman yksiyksikköeristin käsittely ja vaihto ovat hyvin vaikeita tehtäviä. Nämä ongelmat selvitettiin kehittämällä suspension-eristi.

Suspension-eristissä useita eristejä yhdistetään sarjatukseen, ja linjajohto tuetaan alimman eristin avulla. Jokainen suspension-sarjan eristi kutsutaan levyn eristiksi sen levytyksen vuoksi.

Suspension-eristin etuja

• Jokainen suspension-levy on suunniteltu normaaliin jänniteasteeseen 11 kV (korkeampi jänniteaste 15 kV), joten eri määrän levyjen käytöllä suspension-sarjasta voidaan tehdä sopiva mikä tahansa jänniteasteelle.

• Jos suspension-sarjan jokin levyeristi on vaurioitunut, se voidaan korvata paljon helpommin.

• Suspension-eristin mekaaniset rasitukset ovat pienempiä, koska linja ripustetaan joustavaan suspension-sarjaan.

• Koska sähköjohto ripustetaan tukevaan rakenteeseen suspension-sarjan avulla, johtojen korkeus on aina pienempi kuin tukevan rakenteen kokonaiskorkeus. Tämä tekee johtoista turvallisempia salamalle.

Suspension-eristin haittoja

• Suspension-eristin sarja on kalliimpi kuin pin- ja pilveeristit.

• Suspension-sarja vaatii enemmän tukevan rakenteen korkeutta kuin pin- tai pilveeristit, jotta säilytetään sama maanpinnan etäisyys johtoista.

• Johtojen vapaa heilahdus on suurempi suspension-eristijärjestelmässä, joten johtojen välillä pitää olla enemmän tilaa.

Strain-eristi

Suspension-sarja, jota käytetään merkittävien venymäkuormien hallintaan, kutsutaan strain-eristiksi. Sitä käytetään, kun siirtolinjassa on kuollut pää tai terävä kulma, jolloin linjan on kestettävä raskas venymäkuorma. Strain-eristin on oltava huomattavan mekaanisesti vahva sekä tarjottava tarvittavat sähköiset eristöominaisuudet.

Stay-eristi

Matalajännitteisissä linjoissa stay-viret on eristettävä maasta korkeudella. Stay-vireissä käytetty eristi kutsutaan stay-eristiksi, ja se on yleensä porseleena ja on suunniteltu siten, että jos eristi murtuu, guy-wire ei putoa maahan.

Shackle-eristi

Shackle-eristi (myös tunnettu nimellä spool-eristi) käytetään yleensä matalajännitteisiin jakeluverkkoihin. Sitä voidaan käyttää sekä vaakasuorassa että pystysuorassa asennossa. Tällaisen eristin käyttö on vähentynyt viime aikoina, kun maanalaisia kaapeleita on käytetty yhä enemmän jakeluun.

Spool-eristin siristynyt reikä jakaa kuorman tasaisemmin ja vähentää murtumisen mahdollisuutta, kun eristin on raskaasti ladattu. Johto shackle-eristin aukossa kiinnitetään pehmeän sidonta-kanavan avulla.