Vrste izolatora korištene u prijenosnim (nadmorskim) linijama

Definicija vrsta izolatora

Postoji pet glavnih vrsta izolatora korištenih u prijenosnim linijama: Pin, Suspensija, Napetostni, Podrška i Shackle.

• Pin izolator

• Izolator suspensije

• Napetostni izolator

• Izolator podrške

• Shackle izolator

Pin, Izolator suspensije i Napetostni izolatori koriste se u srednjim do visokim napetostima. Dok se Izolator podrške i Shackle izolatori uglavnom koriste u niskonaponskim aplikacijama.

Pin izolator

Pin izolatori su prva vrsta nadzemnih izolatora razvijena i još uvijek se široko koriste u električnim mrežama do 33 kV. Mogu biti izrađeni u jednoj, dvije ili tri dijelova ovisno o napetosti.

U 11 kV sustavu, obično koristimo jednodijelni tip izolatora, izrađen od jednog komada oblikovanog porcelana ili stakla.

Budući da je put curenja izolatora duž njegove površine, povećanje vertikalne duljine površine pomaže u proširenju puta curenja. Pružamo jedan, dva ili više kišnih oklopa ili petikota na tijelu izolatora kako bismo dobili dug put curenja.

Osim toga, kišni oklopi ili petikoti na izolatoru služe još jednu svrhu. Ovi kišni oklopi ili petikoti dizajnirani su tako da dok pada kiša, vanjska površina kišnog oklopa postane vlažna, ali unutarnja površina ostaje suha i nevodljiva. Stoga će postojati prekidi vodljive staze kroz vlažnu površinu pin izolatora.

U sustavima s višom napetosti, poput 33 kV i 66 kV, proizvodnja jednodiobnog porcelanskog pin izolatora postaje teža. Što je napetost veća, to mora biti deblji izolator kako bi osigurao dovoljnu izolaciju. Veoma deblji jednodiobni porcelanski izolator nije praktičan za proizvodnju.

U ovom slučaju, koristimo višedijelne pin izolatore, gdje su nekoliko dobro dizajniranih porcelanskih ljuski fiksirani Portland cementom kako bi formirali jednu kompletnu jedinicu izolatora. Obično koristimo dvodijelne pin izolatore za 33 kV, a trodijelne pin izolatore za 66 kV sustave.

Dizajniranje električnog izolatora

Živu žicu pričvršćujemo na vrh pin izolatora, koji nosi živu potencijalnu razinu. Dno izolatora fiksirano je na nosač strukture na zemljišku potencijalnu razinu. Izolator mora održavati potencijalne stresove između žice i zemlje. Najkraća udaljenost između žice i zemlje, oko tijela izolatora, duž koje može doći do električnog iscrpljenja kroz zrak, poznata je kao flashover udaljenost.

Kada je izolator vlažan, njegova vanjska površina postaje gotovo vodljiva. Stoga se flashover udaljenost izolatora smanjuje. Dizajn električnog izolatora treba biti takav da smanjenje flashover udaljenosti bude minimalno kada je izolator vlažan. Zbog toga najgornji petikot pin izolatora ima dizajn tipa kišobrana kako bi mogao zaštititi ostatak donjeg dijela izolatora od kiše. Gornja površina najgornjeg petikota nagibana je što manje kako bi se održala maksimalna flashover napetost tijekom padanja kiše.

Kišni oklopi dizajnirani su na način da ne smetaju distribuciji napetosti. Dizajnirani su tako da njihova podpovršina bude okomita na elektromagnetske linije sile.

Stupni izolator

Stupni izolatori su slični pin izolatorima, ali stupni izolatori su pogodniji za primjene s višom napetosti.

Stupni izolatori imaju veći broj petikota i veću visinu u usporedbi s pin izolatorima. Ovu vrstu izolatora možemo montirati na nosač strukture horizontalno i vertikalno. Izolator izrađen je od jednog komada porcelana i ima zategnutu vezu na oba kraja za fiksiranje.

Glavne razlike između pin izolatora i stupnog izolatora su:

Izolator suspensije

U višim napetostima, iznad 33 kV, postaje neekonomično koristiti pin izolator jer veličina i težina izolatora postaju veće. Rukovanje i zamjena većih jediničnih izolatora predstavlja prilično tešku zadatak. Za prevladavanje tih teškoća, razvijen je izolator suspensije.

U izolatoru suspensije broj izolatora spojenih je u seriju kako bi formirali lanac, a provodnik linije nosi se na najdonjem izolatoru. Svaki izolator lanca suspensije naziva se disk izolator zbog svoje diskastog oblika.

Prednosti izolatora suspensije

• Svaki disk izolatora dizajniran je za normalnu napetost 11 kV (viša napetost 15 kV), tako da se korištenjem različitog broja diska, lanac suspensije može prilagoditi bilo kojoj razini napetosti.

• Ako je netko od disk izolatora u lancu suspensije oštećen, može se lako zamijeniti.

• Mehanički stresi na izolatoru suspensije su manji jer se linija ovisi na fleksibilnom lancu suspensije.

• Budući da su provodnici nositelja struje ovisni o nosaču strukture lancom suspensije, visina položaja provodnika uvijek je manja od ukupne visine nosača strukture. Stoga, provodnici mogu biti sigurni od munje.

Nedostaci izolatora suspensije

• Lanac suspensije je skuplji od pin i stupnog tipa izolatora.

• Lanac suspensije zahtijeva veću visinu nosača strukture od onog za pin ili stupni izolator kako bi se održala ista razine nad zemljom provodnika.

• Amplituda slobodnog kukn