송전(공중)선로에서 사용되는 절연자의 종류

Encyclopedia

필드: 백과사전

China

절연체 유형 정의

송전선에 사용되는 주요 절연체 유형은 5가지로, Pin, Suspension, Strain, Stay, Shackle이 있습니다.

Pin 절연체
Suspension 절연체
Strain 절연체
Stay 절연체
Shackle 절연체

Pin, Suspension, Strain 절연체는 중간에서 고압 시스템에 사용됩니다. 반면 Stay와 Shackle 절연체는 주로 저압 응용 분야에서 사용됩니다.

Pin 절연체

Pin 절연체는 최초로 개발된 오버헤드 절연체로, 33kV까지의 전력 네트워크에서 여전히 널리 사용되고 있습니다. 전압에 따라 하나, 두 개 또는 세 개의 부분으로 제작될 수 있습니다.

11kV 시스템에서는 일반적으로 한 개의 부분으로 구성된 절연체를 사용하며, 이는 단일 조각의 도자기 또는 유리로 만들어집니다.

절연체의 누설 경로는 표면을 따라 이동하므로, 표면 면적의 수직 길이를 늘려 누설 경로를 연장하는 것이 도움이 됩니다. 우리는 절연체 본체에 하나, 두 개 또는 그 이상의 빗물 차단판 또는 스커트를 제공하여 긴 누설 경로를 얻습니다.

또한, 절연체의 빗물 차단판 또는 스커트는 다른 목적도 수행합니다. 이러한 빗물 차단판이나 스커트는 비가 올 때 외부 표면이 젖지만 내부 표면은 건조하고 전도되지 않도록 설계되었습니다. 따라서 습기가 있는 pin 절연체 표면을 통한 전도 경로가 중단됩니다.

33kV 및 66kV와 같은 고압 시스템에서는 하나의 부분으로 된 도자기 pin 절연체를 제작하기가 더 어렵습니다. 전압이 높을수록 충분한 절연성을 제공하기 위해 절연체가 더 두꺼워야 합니다. 매우 두꺼운 단일 도자기 절연체는 제작하기 어려울 수 있습니다.

이 경우, 여러 부분으로 된 pin 절연체를 사용합니다. 일부 적절하게 설계된 도자기 셸을 포틀랜드 시멘트로 고정하여 하나의 완전한 절연체 단위를 형성합니다. 일반적으로 33kV에는 두 부분으로 된 pin 절연체를, 66kV 시스템에는 세 부분으로 된 pin 절연체를 사용합니다.

전기 절연체 설계 고려사항

활선은 pin 절연체 상단에 연결되며, 이는 활선 전압을 운반합니다. 절연체 하단은 지상 전압인 지지 구조물에 고정됩니다. 절연체는 전도체와 지구 사이의 전위 스트레스를 견뎌내야 합니다. 절연체 주변을 따라 공기 중에서 전기 방전이 발생할 수 있는 가장 짧은 거리는 플래시오버 거리라고 합니다.

절연체가 젖으면 외부 표면이 거의 전도됩니다. 따라서 절연체의 플래시오버 거리는 감소합니다. 전기 절연체의 설계는 절연체가 젖었을 때 플래시오버 거리의 감소가 최소화되도록 해야 합니다. 이것이 바로 pin 절연체의 상단 스커트가 우산 모양으로 설계되어 나머지 하단 부분을 비로부터 보호하는 이유입니다. 상단 스커트의 상부 표면은 가능한 한 기울어져 있어 비가 오는 동안 최대 플래시오버 전압을 유지하도록 합니다.

빗물 차단판은 전압 분포를 방해하지 않도록 설계되었습니다. 이러한 빗물 차단판은 자기력 선과 직각으로 설계되어 있습니다.

Post 절연체

Post 절연체는 Pin 절연체와 유사하지만, Post 절연체는 고압 응용 분야에 더 적합합니다.

Post 절연체는 Pin 절연체보다 더 많은 스커트와 더 큰 높이를 가지고 있습니다. 이러한 종류의 절연체는 지지 구조물에 수평 및 수직으로 장착할 수 있습니다. 절연체는 하나의 도자기 조각으로 만들어져 있으며, 상단과 하단 모두에 고정용 클램프가 있습니다.

Pin 절연체와 Post 절연체의 주요 차이는 다음과 같습니다:

Suspension 절연체

33kV 이상의 고압에서는 pin 절연체를 사용하는 것이 비효율적이 됩니다. 절연체의 크기와 무게가 증가하여 처리와 교체가 어려워집니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 suspension 절연체가 개발되었습니다.

suspension 절연체에서는 여러 개의 절연체가 시리즈로 연결되어 문자열을 형성하고, 선 전도체는 가장 아래쪽의 절연체에 의해 운반됩니다. 각각의 suspension 문자열 절연체는 디스크 형태로 인해 디스크 절연체라고 불립니다.

Suspension 절연체의 장점

각각의 suspension 디스크는 일반적인 전압 등급 11kV (고전압 등급 15kV)로 설계되었으므로, 다양한 수의 디스크를 사용하여 suspension 문자열을 모든 전압 수준에 맞출 수 있습니다.

suspension 문자열의 디스크 절연체 중 하나가 손상되면 쉽게 교체할 수 있습니다.

suspension 문자열이 유연하므로, suspension 절연체에 가해지는 기계적 스트레스는 적습니다.

전류를 운반하는 전도체가 지지 구조물에 suspension 문자열을 통해 매달려 있으므로, 전도체 위치의 높이는 지지 구조물의 전체 높이보다 항상 낮습니다. 따라서 전도체는 번개로부터 안전할 수 있습니다.

Suspension 절연체의 단점

suspension 절연체 문자열은 pin 및 post 타입 절연체보다 비싸다.

suspension 문자열은 pin 또는 post 절연체와 비교하여 같은 지상 간격을 유지하기 위해 지지 구조물의 높이가 더 필요하다.

suspension 절연체 시스템에서는 전도체의 자유 진폭이 더 크므로, 전도체 사이에 더 많은 간격을 제공해야 한다.

Strain 절연체

중요한 인장 부하를 처리하는 suspension 문자열을 strain 절연체라고 합니다. 송전선의 끝이나 예리한 코너에서 사용되며, 이는 선이 큰 인장 부하를 견뎌야 할 때 사용됩니다. strain 절연체는 충분한 기계적 강도와 필요한 전기 절연 특성을 가져야 합니다.