送電（架空）線路で使用される絶縁子の種類

絶縁子の種類の定義

送電線で使用される主な絶縁子の種類は、ピン型、サスペンション型、ストレイン型、ステイ型、シャックル型の5つです。

• ピン型絶縁子

• サスペンション型絶縁子

• ストレイン型絶縁子

• ステイ型絶縁子

• シャックル型絶縁子

ピン型、サスペンション型、ストレイン型の絶縁子は中高圧システムに使用されます。一方、ステイ型とシャックル型の絶縁子は主に低圧アプリケーションに使用されます。

ピン型絶縁子

ピン型絶縁子は最初に開発された空中絶縁子であり、現在でも33 kVまでの電力ネットワークで広く使用されています。電圧に応じて1部、2部、または3部構成で作られます。

11 kVシステムでは通常、成形された磁器またはガラスの1つの部品で作られた1部タイプの絶縁子を使用します。

絶縁子のリークパスは表面沿いにあるため、表面積の垂直長さを増やすことでリークパスを延長することができます。絶縁子本体に1つ、2つ、またはそれ以上の雨受けやフリルを設けて長いリークパスを得ることができます。

また、絶縁子の雨受けやフリルには別の目的があります。これらの雨受けやフリルは、雨が降っているときに雨受けの外側表面が濡れても内側表面は乾いたまま非導電性を保つように設計されています。これにより、湿ったピン型絶縁子の表面を通る導電パスが中断されます。

33KVや66KVのような高電圧システムでは、1部の磁器製ピン型絶縁子の製造がより難しくなります。電圧が高いほど、十分な絶縁を提供するためには絶縁子が厚くなる必要があります。非常に厚い1つの部品の磁器製絶縁子は製造するのが実際的ではありません。

この場合、いくつかの適切に設計された磁器シェルをポーランドセメントで固定して1つの完全な絶縁子ユニットを形成する多部型ピン型絶縁子を使用します。通常、33KVでは2部型ピン型絶縁子、66KVシステムでは3部型ピン型絶縁子を使用します。

電気絶縁子の設計考慮事項

ピン型絶縁子の上部には生コンダクタが取り付けられ、これが生の電位を持ちます。絶縁子の下部は接地電位の支持構造に固定されています。絶縁子は、コンダクタと接地との間の電位ストレスに耐えなければなりません。絶縁子本体を取り巻いてコンダクタと接地との間の最も短い距離、空気中で電気放電が起こりうる距離はフラッシュオーバー距離と呼ばれます。

絶縁子が濡れていると、その外側表面はほぼ導電性になります。そのため、絶縁子のフラッシュオーバー距離は減少します。電気絶縁子の設計は、絶縁子が濡れたときにフラッシュオーバー距離の減少が最小になるようにするべきです。これが理由で、ピン型絶縁子の最上部のフリルは傘型に設計されており、雨から絶縁子の下部を保護します。最上部フリルの上面はできるだけ傾斜が少なく、雨のときでも最大のフラッシュオーバー電圧を維持します。

雨受けは電圧分布を乱さないように設計されています。それらは電磁力線に対して直角の部分表面を持つように設計されています。

ポスト型絶縁子

ポスト型絶縁子はピン型絶縁子に似ていますが、ポスト型絶縁子はより高い電圧のアプリケーションに適しています。

ポスト型絶縁子はピン型絶縁子よりも多くのフリルがあり、高さも大きいです。このタイプの絶縁子は水平にも垂直にも支持構造に取り付けることができます。絶縁子は1つの磁器でできており、上下両端に固定用のクランプ装置があります。

ピン型絶縁子とポスト型絶縁子の主な違いは以下の通りです：

サスペンション型絶縁子

33KVを超える高電圧では、ピン型絶縁子のサイズと重量が大きくなり、単一の大きなユニットの絶縁子の取り扱いや交換が非常に困難になります。これらの問題を克服するために、サスペンション型絶縁子が開発されました。

サスペンション型絶縁子では、複数の絶縁子をシリーズに接続してストリングを形成し、ラインコンダクタは最下部の絶縁子で支えられます。サスペンションストリングの各絶縁子は、ディスク状の形状からディスク型絶縁子と呼ばれています。

サスペンション型絶縁子の利点

• 各サスペンションディスクは通常11KV（高電圧仕様15KV）の電圧レーティングで設計されているため、異なる数のディスクを使用することで、任意の電圧レベルに適合するサスペンションストリングを作ることができます。

• サスペンションストリング内のディスク型絶縁子のいずれかが損傷した場合、簡単に交換することができます。

• フレキシブルなサスペンションストリングにラインが吊られているため、サスペンション型絶縁子への機械的なストレスは少ないです。

• 電流を伝導するコンダクタはサスペンションストリングによって支持構造から吊られており、コンダクタの位置は常に支持構造の全高よりも低いです。したがって、コンダクタは雷から安全である可能性があります。

サスペンション型絶縁子の欠点

• サスペンション型絶縁子ストリングはピン型やポスト型の絶縁子よりもコストがかかります。

• サスペンションストリングは、同じ地面からのクリアランスを維持するためにはピン型やポスト型の絶縁子よりも支持構造の高さが必要です。

• サスペンション型絶縁子システムでは、コンダクタの自由振動の振幅が大きいため、コンダクタ間のスペースをより多く確保する必要があります。

ストレイン型絶縁子

重要な引張り荷重を処理するサスペンションストリングをストレイン型絶縁子と呼びます。送電線にデッドエンドや急なコーナーがある場合、ラインに大きな引張り荷重を負担させるために使用されます。ストレイン型絶縁子は、必要な電気絶縁特性だけでなく、相当な機械強度も必要です。

ステイ型絶縁子

低電圧線では、ステイワイヤーが地上から一定の高さで絶縁されなければなりません。ステイワイヤーに使用される絶縁子をステイ型絶縁子と呼び、通常は磁器製で、絶縁子が破損してもガイワイヤーが地上に落ちないように設計されています。

シャックル型絶縁子

シャックル型絶縁子（スプール型絶縁子とも呼ばれる）は通常、低電圧配電ネットワークで使用されます。水平または垂直の位置で使用できます。最近、配電目的の地中ケーブルの使用が増加したことにより、このような絶縁子の使用は減少しています。

スプール型絶縁子のテーパ穴は、荷重をより均等に分散させ、重荷重時に破損する可能性を最小限に抑えます。シャックル型絶縁子の溝に配置されたコンダクタは、柔らかいバインディングワイヤーで固定されます。