Vrste izolatora korišćene na prenosnim (visokim) linijama

Definicija tipova izolatora

Postoji pet glavnih tipova izolatora koji se koriste u prenosnim linijama: Pin, Suspensija, Napon, Oporne i Okov.

• Pin izolator

• Izolator suspensije

• Naponski izolator

• Oporni izolator

• Okovni izolator

Pin, izolatori suspensije i naponski izolatori koriste se u srednjem i visokom naponu. Dok se oporne i okovni izolatori uglavnom koriste u niskom naponu.

Pin izolator

Pin izolatori su prvi razvijeni tip nadzemnih izolatora i još uvek se široko koriste u električnim mrežama do 33 kV. Mogu biti izrađeni u jednom, dva ili tri dela zavisno od napona.

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

Pošto je put tekućine po izolatoru duž njegove površine, povećanje vertikalne dužine površine pomaže u produženju puta tekućine. Pružamo jedan, dva ili više kišnih ogrtača ili petikota na telu izolatora kako bismo dobili dug put tekućine.

Pored toga, kišni ogrtači ili petikoti na izolatoru služe i drugoj svrsi. Dizajnirani su tako da, dok pada kiša, spoljna površina ogrtača postane mokra, ali unutrašnja površina ostaje suha i neprovodljiva. Tako će postojati prekid provodljivog puta kroz mokru površinu pin izolatora.

U sistemima sa višim naponom, kao što su 33KV i 66KV, proizvodnja jednodjeličnog porcelanskog pin izolatora postaje složenija. Što je napon veći, to mora biti deblji izolator kako bi pružio dovoljnu izolaciju. Veoma deblji jednodjelični porcelanski izolator nije praktičan za proizvodnju.

U ovom slučaju, koristimo višedjelični pin izolator, gde su nekoliko dobro dizajniranih porcelanskih ljuski fiksirani Portland cementom kako bi formirali jednu kompletnu jedinicu izolatora. Obično koristimo dvodelni pin izolator za 33KV, a trodelni pin izolator za 66KV sisteme.

Razmatranja u dizajnu električnog izolatora

Živu konduktor priključujemo na vrhu pin izolatora, koji nosi živi potencijal. Dno izolatora je fiksirano na nosač strukture na zemlji. Izolator mora izdržati potencijalne stresove između konduktora i zemlje. Najkraće rastojanje između konduktora i zemlje, oko tela izolatora, duž koga može doći do elektrostatičke rasprse kroz zrak, naziva se udaljenost rasprse.

Kada je izolator mokar, njegova spoljna površina postaje gotovo provodljiva. Stoga se udaljenost rasprse izolatora smanjuje. Dizajn električnog izolatora treba biti takav da smanjenje udaljenosti rasprse bude minimalno kada je izolator mokar. Zbog toga najgornji petikot pin izolatora ima dizajn paragonda kako bi zaštitio ostatak donjeg dela izolatora od kiše. Gornja površina najgornjeg petikota je nagibana što manje moguće kako bi se održao maksimalni napon rasprse tokom padavina.

Kišni ogrtači su dizajnirani tako da ne perturbiraju raspodelu napona. Dizajnirani su tako da njihova podpovršina bude pod pravim uglom u odnosu na linije magnetoelektrične sile.

Pozicioni izolator

Pozicioni izolatori su slični pin izolatorima, ali su pozicioni izolatori pogodniji za primenu u visokom naponu.

Pozicioni izolatori imaju veći broj petikota i veću visinu u odnosu na pin izolatore. Ovaj tip izolatora može biti montiran horizontalno i vertikalno na nosač strukture. Izolator je izrađen od jednog komada porcelana i ima zategneće na oba kraja za fiksiranje.

Glavne razlike između pin izolatora i pozicionog izolatora su:

Izolator suspensije

Za više napona, preko 33KV, postaje neekonomično koristiti pin izolator jer se veličina i težina izolatora povećavaju. Rukovanje i zamena većeg jedinog izolatora predstavlja tešku operaciju. Za prevazilaženje ovih problema, razvijen je izolator suspensije.

U izolatoru suspensije, broj izolatora je povezan u seriju kako bi formirao lancanik, a vodnik linije nosi najdonji izolator. Svaki izolator lančanika suspensije naziva se disk izolator zbog njegovog diskastog oblika.

Prednosti izolatora suspensije

• Svaki disk suspensije je dizajniran za normalnu nominalnu voltazu od 11KV (višu nominalnu voltazu od 15KV), tako da upotrebom različitog broja diskova, lančanik suspensije može biti prilagođen bilo kojoj nivoj napona.

• Ako je neki od disk izolatora u lančaniku suspensije oštećen, može se lako zameniti.

• Mehanički stresi na izolatoru suspensije su manji jer linija visi na fleksibilnom lančaniku suspensije.

• Pošto su vodiči koji prenose struju suspendirani od nosača strukture pomoću lančanika suspensije, visina položaja vodiča je uvek manja od ukupne visine nosača strukture. Stoga, vodiči mogu biti sigurniji od munje.

Nedostaci izolatora suspensije

• Lančanik suspensije je skuplji od pin i pozicionih tipova izolatora.

• Lančanik suspensije zahteva veću visinu nosača strukture nego pin ili pozicioni izolator kako bi se održala ista udaljenost od zemlje vodiča.

• Amplituda slobodnog klanjanja vodiča je veća u sistemu izolatora suspensije, stoga treba pružiti veće rastojanje između vodiča.

Naponski izolator

Lančanik suspensije koji se koristi za obradu značajnih tenzija naziva se naponski izolator. Koristi se tamo gde je kraj linije ili oštar ugao, gde je potrebno da linija podnese tešku tenziju. Naponski izolator mora imati značajnu mehaničku čvrstoću, kao i potrebna električna svojstva izolacije.

Oporni izolator

Za linije niskog napona, oporne drške moraju biti izolovane od zemlje na visini. Izolator koji se koristi u opornoj dršci naziva se oporni izolator i obično je od porcelana i tako dizajniran da, u slučaju slomljenja izolatora, drška neće pasti na zemlju.

Okovni izolator

Okovni izolator (poznat i kao bobina izolator) obično se koristi u mreži distribucije niskog napona. Može se koristiti u horizontalnom i vertikalnom položaju. Korišćenje ovog izolatora se smanjilo nakon povećanja korišćenja podzemnih kabela za distribuciju.

Uski otvor bobine izolatora ravnomerno raspoređuje opterećenje i smanjuje mogućnost slomljenja kada je teško opterećen. Vodič u kanalu okovnog izolatora fiksira se pomoću mekog veziva.