Woraus besteht ein Verbundisolator?

Zusammensetzung von Verbundisolatoren

Verbundisolatoren (auch als synthetische Isolatoren bekannt) sind moderne elektrische Isolationsgeräte, die in Hochspannungsübertragungsleitungen und Umspannwerken weit verbreitet sind. Sie kombinieren die Vorteile traditioneller Porzellan- und Glasisolatoren und überwinden einige ihrer Einschränkungen. Ein Verbundisolator besteht hauptsächlich aus den folgenden Komponenten:

1. Kernstab

• Material: In der Regel aus glasfaserverstärktem Kunststoff (FRP, Fiber Reinforced Plastic), manchmal auch aus Epoxidharz oder anderen hochfesten Verbundwerkstoffen.

• Funktion: Der Kernstab dient als mechanisches Trageelement des Verbundisolators und bietet die notwendige mechanische Festigkeit, um Zug-, Biege- und andere mechanische Belastungen zu widerstehen. Er bietet außerdem ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und Alterungsbeständigkeit, was eine langfristige Stabilität in rauen Umgebungen sicherstellt.

2. Gehäuse (Mantel)

• Material: In der Regel aus Silikonkautschuk (SI) oder Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM).

• Funktion: Das Gehäuse umhüllt den Kernstab und bietet elektrische Isolation, um Stromlecks zu verhindern. Es hat ausgezeichnete hydrophobe Eigenschaften, die die Oberflächenentladung durch Verunreinigungen effektiv reduzieren. Darüber hinaus ist das Gehäuse hochbeständig gegen UV-Licht, Ozon und chemische Korrosion und behält unter verschiedenen klimatischen Bedingungen gute Isolierleistungen auf.

3. Schirme (Röcke)

• Material: Aus demselben Material wie das Gehäuse, in der Regel Silikonkautschuk oder EPDM.

• Funktion: Die Schirme sind die herausragenden Teile am Gehäuse, die den Kriechweg, also die Länge des Weges entlang der Oberfläche des Isolators, den der Strom zurücklegen muss, erhöhen. Dies hilft, Oberflächenentladungen und Bogenentladungen, insbesondere in verschmutzten oder feuchten Umgebungen, zu verhindern. Das Schirmdesign ist oft gestaffelt oder wellenförmig, um die Oberfläche zu vergrößern und die Isolierleistung zu verbessern.

4. Metallendstücke

• Material: In der Regel aus Aluminiumlegierung, Edelstahl oder verzinktem Stahl.

• Funktion: Die Metallendstücke verbinden den Verbundisolator mit Übertragungsmasten oder Ausrüstung. Sie bieten nicht nur mechanische Verbindungen, sondern sorgen auch für sichere Stromübertragung. Um Koronadischarge und elektromagnetische Störungen zu verhindern, werden diese Endstücke oft speziell für gute Leitfähigkeit und elektromagnetische Verträglichkeit konstruiert.

5. Dichtungen

• Material: In der Regel aus Kautschuk oder anderen elastischen Materialien.

• Funktion: Die Dichtungen befinden sich zwischen dem Kernstab und den Metallendstücken und stellen sicher, dass der innere Kernstab von der äußeren Umgebung isoliert ist. Sie verhindern, dass Feuchtigkeit, Verunreinigungen und Gase in den Isolator eindringen, und schützen den Kernstab vor Korrosion und Alterung. Eine gute Dichtung ist entscheidend für die langfristige Zuverlässigkeit von Verbundisolatoren.

6. Hilfskomponenten

• Anti-Entladungsbeschichtung: In einigen Fällen kann eine spezielle Anti-Entladungsbeschichtung auf die Oberfläche des Verbundisolators aufgetragen werden, um seine Beständigkeit gegen Verschmutzung und Entladung weiter zu verbessern.

• Überwachungseinrichtungen: Einige Verbundisolatoren können mit Online-Überwachungseinrichtungen ausgestattet sein, um Betriebsparameter wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Leckstrom in Echtzeit zu überwachen, um potenzielle Probleme rechtzeitig zu erkennen.

Vorteile von Verbundisolatoren

• Leichtgewichtig: Im Vergleich zu traditionellen Porzellan- und Glasisolatoren sind Verbundisolatoren leichter, was sie leichter transportierbar und montierbar macht.

• Hohe mechanische Festigkeit: Der Kernstab, der aus hochfesten Verbundwerkstoffen hergestellt wird, kann erhebliche mechanische Lasten aushalten und ist daher für Langspannweiten und stürmische Gebiete in Übertragungsleitungen geeignet.

• Hervorragende elektrische Leistung: Die Materialien, die für das Gehäuse und die Schirme verwendet werden, bieten ausgezeichnete Isolier- und hydrophobe Eigenschaften, die Entladungen aufgrund von Verunreinigungen und Feuchtigkeit effektiv verhindern.

• Starke Wetterbeständigkeit: Verbundisolatoren sind hochbeständig gegen UV-Licht, Ozon und chemische Korrosion und gewährleisten stabile Leistungen in verschiedenen rauen Umgebungen.

• Einfache Wartung: Aufgrund ihrer Selbstreinigungseigenschaften und Alterungsbeständigkeit erfordern Verbundisolatoren weniger Wartung, was die Betriebskosten senkt.

Anwendungsbereiche

Verbundisolatoren werden in Hochspannungsübertragungsleitungen, Umspannwerken, Kraftwerken und anderen Energiesystemen weit verbreitet eingesetzt, insbesondere in Regionen mit schwerer Verschmutzung, rauem Klima oder komplexem Gelände, wo ihre Vorteile am stärksten zutage treten.