ما الذي يتكون منه العازل المركب؟
تكوين العوازل المركبة
العوازل المركبة (وتُعرف أيضًا بالعوازل الاصطناعية) هي أجهزة عزل كهربائي حديثة تُستخدم على نطاق واسع في خطوط نقل الطاقة ذات الجهد العالي والمحطات الكهربائية. تجمع هذه العوازل بين مزايا العوازل التقليدية من الفخار والزجاج مع التغلب على بعض قيودها. يتكون العازل المركب بشكل أساسي من المكونات التالية:
1. قضيب القلب
المادة: عادة ما يتم تصنيعه من البلاستيك المقوى بالألياف الزجاجية (FRP، Fiber Reinforced Plastic)، أو أحيانًا من راتنج الإبوكسي أو مواد مركبة أخرى عالية القوة.
الوظيفة: يُعد قضيب القلب هيكل الدعم الميكانيكي للعازل المركب، حيث يوفر القوة الميكانيكية اللازمة لتحمل الشد والانحناء وغيرها من الأحمال الميكانيكية. كما أنه يوفر مقاومة ممتازة للتآكل والتلف الناتج عن التقادم، مما يضمن الاستقرار طويل الأمد في البيئات القاسية.
2. الغلاف (الغطاء)
المادة: عادة ما يتم تصنيعه من مطاط السيليكون (SI) أو مطاط إيثيلين بروبيلين ديون مونومر (EPDM).
الوظيفة: يحيط الغلاف بقضيب القلب ويقدم العزل الكهربائي، مما يمنع تسرب التيار. يتمتع الغلاف بخصائص هيدروفوبية ممتازة، مما يقلل بشكل فعال من الانفجار السطحي الناجم عن التلوث. بالإضافة إلى ذلك، يتميز الغلاف بمقاومة عالية للأشعة فوق البنفسجية والأوزون والتآكل الكيميائي، مما يحافظ على أداء العزل الجيد تحت مختلف الظروف المناخية.
3. الشرائح (الأطراف)
المادة: مصنوعة من نفس المادة المستخدمة في الغلاف، وهي عادةً مطاط السيليكون أو EPDM.
الوظيفة: الشرائح هي الأجزاء البارزة على الغلاف، والتي تزيد من المسافة الزاحفة، وهي المسافة التي يجب أن يسلكها التيار على سطح العازل. هذا يساعد في منع الانفجار السطحي والقوس الكهربائي، خاصة في البيئات الملوثة أو الرطبة. غالبًا ما يكون تصميم الشرائح متدرجًا أو مموجًا لزيادة المساحة السطحية وتحسين أداء العزل.
4. الملحقات المعدنية النهائية
المادة: عادة ما يتم تصنيعها من سبيكة الألومنيوم أو الفولاذ المقاوم للصدأ أو الفولاذ المجلفن.
الوظيفة: تقوم الملحقات المعدنية النهائية بتوصيل العازل المركب ب أبراج النقل أو المعدات. توفر هذه الملحقات ليس فقط الاتصالات الميكانيكية ولكن أيضًا ضمان نقل التيار بأمان. لمنع تفريغ الكورونا والتشويش الكهرومغناطيسي، غالبًا ما يتم تصميم هذه الملحقات بشكل خاص لتكون موصلة جيدة ومتوافقة كهرومغناطيقيًا.
5. الختم
المادة: عادة ما يتم تصنيعه من المطاط أو مواد مرنة أخرى.
الوظيفة: يوجد الختم بين قضيب القلب والملحقات المعدنية النهائية، مما يضمن عزل الجزء الداخلي من قضيب القلب عن البيئة الخارجية. يمنع الختم دخول الرطوبة والتلوث والغازات إلى العازل، مما يحمي قضيب القلب من التآكل والتلف الناتج عن التقادم. يعتبر تصميم الختم الجيد أمرًا حاسمًا لموثوقية العوازل المركبة طويلة الأمد.
6. المكونات المساعدة
طلاء مضاد للانفجار: في بعض الحالات، قد يتم تطبيق طلاء خاص مضاد للانفجار على سطح العازل المركب لتحسين مقاومته للتلوث والانفجار السطحي.
أجهزة المراقبة: قد تكون بعض العوازل المركبة مجهزة بأجهزة مراقبة عبر الإنترنت لمراقبة معلمات التشغيل مثل درجة الحرارة والرطوبة وتيار التسرب، مما يسمح بتحديد المشكلات المحتملة في الوقت المناسب.
مزايا العوازل المركبة
خفيفة الوزن: مقارنة بالعوازل التقليدية من الفخار والزجاج، تعتبر العوازل المركبة أخف وزناً، مما يجعلها أسهل في النقل والتركيب.
قوة ميكانيكية عالية: قضيب القلب، الذي يتم تصنيعه من مواد مركبة عالية القوة، يمكنه تحمل أحمال ميكانيكية كبيرة، مما يجعله مناسبًا لمناطق الخطوط ذات المسافات الطويلة وأماكن الرياح القوية.
أداء كهربائي ممتاز: المواد المستخدمة في الغلاف والشرائح توفر عزلًا متفوقًا وخواص هيدروفوبية ممتازة، مما يمنع بشكل فعال الانفجار السطحي بسبب التلوث والرطوبة.
مقاومة قوية للأحوال الجوية: تتميز العوازل المركبة بمقاومتها العالية للأشعة فوق البنفسجية والأوزون والتآكل الكيميائي، مما يضمن أداءً مستقرًا في بيئات قاسية مختلفة.
صيانة بسيطة: بسبب خصائص التنظيف الذاتي ومقاومة التقادم، تتطلب العوازل المركبة صيانة أقل، مما يقلل من تكاليف التشغيل.
مناطق التطبيق
تُستخدم العوازل المركبة على نطاق واسع في خطوط نقل الطاقة ذات الجهد العالي والمحطات الكهربائية ومصانع الطاقة وأنظمة الطاقة الأخرى، خاصة في المناطق التي تعاني من تلوث شديد وأحوال جوية قاسية أو تضاريس معقدة، حيث تظهر مزاياها بشكل واضح.
