ประเภทของฉนวนที่ใช้ในสายส่ง (บนอากาศ)

คำนิยามของประเภทอินซูลเลอร์

มีอินซูลเลอร์ห้าประเภทหลักที่ใช้ในสายส่งไฟฟ้า: ปิน, ซัสเพนชัน, สเตรน, สเตย์, และแชคเกิล

• อินซูลเลอร์ปิน

• อินซูลเลอร์ซัสเพนชัน

• อินซูลเลอร์สเตรน

• อินซูลเลอร์สเตย์

• อินซูลเลอร์แชคเกิล

อินซูลเลอร์ปิน, ซัสเพนชัน, และสเตรนถูกใช้ในระบบไฟฟ้าแรงดันกลางถึงสูง ในขณะที่อินซูลเลอร์สเตย์และแชคเกิลส่วนใหญ่ใช้ในระบบไฟฟ้าแรงดันต่ำ

อินซูลเลอร์ปิน

อินซูลเลอร์ปินเป็นประเภทแรกของอินซูลเลอร์เหนือศีรษะที่พัฒนาขึ้นและยังคงใช้งานอย่างกว้างขวางในเครือข่ายไฟฟ้าจนถึง 33 kV สามารถผลิตได้เป็นหนึ่ง, สอง, หรือสามส่วนขึ้นอยู่กับแรงดัน

ในระบบ 11 kV เราจะใช้อินซูลเลอร์แบบหนึ่งส่วนที่ทำจากวัสดุเซรามิกหรือแก้วทรงเดียว

เนื่องจากเส้นทางการรั่วไหลของอินซูลเลอร์อยู่บนพื้นผิวของมัน การเพิ่มความยาวแนวตั้งของพื้นผิวช่วยขยายเส้นทางการรั่วไหล เราให้ชุดฝนหรือกระโปรงหลายชั้นบนตัวอินซูลเลอร์เพื่อให้ได้เส้นทางการรั่วไหลที่ยาว

นอกจากนี้ชุดฝนหรือกระโปรงบนอินซูลเลอร์ยังมีจุดประสงค์อื่น ๆ เราออกแบบชุดฝนหรือกระโปรงเหล่านี้ให้เมื่อมีฝนตก พื้นผิวด้านนอกของชุดฝนจะเปียกแต่พื้นผิวด้านในยังคงแห้งและไม่นำไฟฟ้า ดังนั้นจะไม่มีเส้นทางการนำไฟฟ้าผ่านพื้นผิวของอินซูลเลอร์ปินที่เปียก

ในระบบแรงดันสูงเช่น 33KV และ 66KV การผลิตอินซูลเลอร์ปินเซรามิกขนาดเดียวจะยากขึ้น ยิ่งแรงดันสูง อินซูลเลอร์ต้องหนาขึ้นเพื่อให้ฉนวนเพียงพอ อินซูลเลอร์เซรามิกขนาดเดียวที่หนามากไม่สามารถผลิตได้จริง

ในกรณีนี้เราใช้อินซูลเลอร์ปินหลายส่วน โดยมีเปลือกเซรามิกที่ออกแบบมาอย่างเหมาะสมต่อเนื่องกันโดยใช้ปูนซีเมนต์พอร์ตแลนด์เพื่อสร้างอินซูลเลอร์หน่วยเดียว เราใช้อินซูลเลอร์ปินสองส่วนสำหรับระบบ 33KV และอินซูลเลอร์ปินสามส่วนสำหรับระบบ 66KV

การพิจารณาในการออกแบบอินซูลเลอร์ไฟฟ้า

สายไฟฟ้าถูกติดตั้งที่ด้านบนของอินซูลเลอร์ปิน ซึ่งมีศักยภาพไฟฟ้า มุมล่างของอินซูลเลอร์ถูกติดตั้งบนโครงสร้างรองรับที่ศักยภาพดิน อินซูลเลอร์ต้องทนต่อความเครียดศักยภาพระหว่างสายไฟฟ้าและดิน ระยะทางสั้นที่สุดระหว่างสายไฟฟ้าและดินรอบตัวอินซูลเลอร์ ซึ่งกระแสไฟฟ้าอาจเกิดขึ้นผ่านอากาศเรียกว่าระยะทางแฟลชโอเวอร์

เมื่ออินซูลเลอร์เปียก พื้นผิวด้านนอกจะกลายเป็นคอนดักทีฟ เนื่องจากนั้นระยะทางแฟลชโอเวอร์ของอินซูลเลอร์จะลดลง การออกแบบอินซูลเลอร์ไฟฟ้าควรเป็นเช่นนั้นเพื่อลดระยะทางแฟลชโอเวอร์ให้น้อยที่สุดเมื่ออินซูลเลอร์เปียก นั่นคือเหตุผลที่กระโปรงส่วนบนสุดของอินซูลเลอร์ปินมีการออกแบบเหมือนร่มเพื่อป้องกันส่วนล่างของอินซูลเลอร์จากฝน พื้นผิวด้านบนของกระโปรงส่วนบนสุดถูกเอียงให้น้อยที่สุดเพื่อรักษาแรงดันแฟลชโอเวอร์สูงสุดในขณะที่ฝนตก

ชุดฝนถูกออกแบบมาเพื่อไม่รบกวนการกระจายแรงดัน พวกเขาถูกออกแบบให้พื้นผิวด้านล่างของชุดฝนอยู่ในมุมฉากกับเส้นแรงแม่เหล็กไฟฟ้า

อินซูลเลอร์โพสต์

อินซูลเลอร์โพสต์คล้ายกับอินซูลเลอร์ปิน แต่อินซูลเลอร์โพสต์เหมาะสมมากขึ้นสำหรับการใช้งานในระบบแรงดันสูง

อินซูลเลอร์โพสต์มีจำนวนกระโปรงมากขึ้นและสูงขึ้นกว่าอินซูลเลอร์ปิน เราสามารถติดตั้งอินซูลเลอร์ชนิดนี้บนโครงสร้างรองรับได้ทั้งแนวนอนและแนวตั้ง อินซูลเลอร์ทำจากเซรามิกขนาดเดียวและมีระบบคลัมป์ทั้งด้านบนและด้านล่างสำหรับการติดตั้ง

ความแตกต่างหลักระหว่างอินซูลเลอร์ปินและอินซูลเลอร์โพสต์คือ:

อินซูลเลอร์ซัสเพนชัน

ในระบบแรงดันสูงเกิน 33KV การใช้อินซูลเลอร์ปินไม่คุ้มค่าเนื่องจากขนาดและน้ำหนักของอินซูลเลอร์เพิ่มขึ้น การจัดการและการเปลี่ยนอินซูลเลอร์ขนาดใหญ่ที่เป็นหน่วยเดียวเป็นงานที่ยาก สำหรับการแก้ไขปัญหาเหล่านี้ อินซูลเลอร์ซัสเพนชันถูกพัฒนาขึ้น

ในอินซูลเลอร์ซัสเพนชันจำนวนของอินซูลเลอร์ถูกเชื่อมต่อกันเป็นสายและสายไฟฟ้าถูกยกโดยอินซูลเลอร์ที่ด้านล่างสุด อินซูลเลอร์แต่ละตัวในสายซัสเพนชันเรียกว่าอินซูลเลอร์แผ่นเพราะมีรูปร่างคล้ายแผ่น

ข้อดีของอินซูลเลอร์ซัสเพนชัน

• อินซูลเลอร์แผ่นแต่ละตัวถูกออกแบบสำหรับแรงดันปกติ 11KV (แรงดันสูง 15KV) ดังนั้นโดยใช้อินซูลเลอร์แผ่นจำนวนต่างๆ สายซัสเพนชันสามารถใช้ได้สำหรับแรงดันใดๆ

• หากอินซูลเลอร์แผ่นใดในสายซัสเพนชันชำรุด สามารถเปลี่ยนได้ง่าย

• แรงเครียดทางกลบนอินซูลเลอร์ซัสเพนชันน้อยลงเนื่องจากสายไฟฟ้าแขวนอยู่บนสายซัสเพนชันที่ยืดหยุ่น

• เนื่องจากสายไฟฟ้าถูกแขวนจากโครงสร้างรองรับโดยสายซัสเพนชัน ตำแหน่งของสายไฟฟ้าจะต่ำกว่าความสูงรวมของโครงสร้างรองรับ ดังนั้นสายไฟฟ้าอาจปลอดภัยจากฟ้าผ่า

ข้อเสียของอินซูลเลอร์ซัสเพนชัน

• สายซัสเพนชันมีราคาแพงกว่าอินซูลเลอร์ปินและโพสต์

• สายซัสเพนชันต้องการความสูงของโครงสร้างรองรับมากกว่าอินซูลเลอร์ปินหรือโพสต์ เพื่อรักษาความสูงของสายไฟฟ้าเหนือพื้นดิน

• แอมพลิจูดของการแกว่งของสายไฟฟ้าในระบบซัสเพนชันมากกว่า ดังนั้นควรมีระยะห่างระหว่างสายไฟฟ้ามากขึ้น

อินซูลเลอร์สเตรน

สายซัสเพนชันที่ใช้ในการรับแรงดึงที่สำคัญเรียกว่าอินซูลเลอร์สเตรน ใช้ในสถานที่ที่มีจุดสิ้นสุดหรือมุมแหลมในสายส่งไฟฟ้า ซึ่งต้องการให้สายส่งไฟฟ้ารับแรงดึงที่หนัก อินซูลเลอร์สเตรนต้องมีความแข็งแรงทางกลและคุณสมบัติฉนวนไฟฟ้าที่จำเป็น

อินซูลเลอร์สเตย์

สำหรับสายไฟฟ้าแรงดันต่ำ สายสเตย์ต้องถูกฉนวนจากพื้นดินที่ความสูง อินซูลเลอร์ที่ใช้ในสายสเตย์เรียกว่าอินซูลเลอร์สเตย์และมักทำจากเซรามิก ซึ่งถูกออกแบบให้ในกรณีที่อินซูลเลอร์แตก สายสเตย์จะไม่หล่นลงพื้นดิน

อินซูลเลอร์แชคเกิล

อินซูลเลอร์แชคเกิล (หรือเรียกว่าอินซูลเลอร์สปูล) มักใช้ในเครือข่ายการกระจายไฟฟ้าแรงดันต่ำ สามารถใช้ได้ทั้งในแนวระนาบและแนวตั้ง การใช้อินซูลเลอร์ชนิดนี้ลดลงในปัจจุบันหลังจากการใช้เคเบิลใต้ดินเพิ่มขึ้นสำหรับการกระจายไฟฟ้า

รูรูปกรวยของอินซูลเลอร์สปูลกระจายแรงกดได้เท่ากันและลดโอกาสการแตกเมื่อโหลดหนัก สายไฟฟ้าในร่องของอินซูลเลอร์แชคเกิลถูกตรึงด้วยสายผูกอ่อน