Co to jest izolator przewodnikowy w systemie energetycznym i jakie są jego rodzaje dla transformatorów

W systemach elektrycznych, izolator to urządzenie izolujące, które pozwala przewodnikowi elektrycznemu bezpiecznie przechodzić przez ziemny przeszkodę przewodzącą, jak w przypadku transformatorów lub wyłączników. Wszystkie zwitki transformatora są podłączone do linii o wysokim napięciu, dlatego należy zwracać szczególną uwagę na połączenia końcowe, aby zapobiec przebiciom między złączami o wysokim napięciu a korpusem transformatora. W transformatorach dystrybucyjnych o niskim napięciu połączenia kablowe są dokonywane w skrzynce końcowej po stronie wtórnej.

Jednak w transformatorach energetycznych obie strony działają przy wysokim napięciu, co wymaga specjalnie zaprojektowanych urządzeń znanych jako izolatory. Izolator zazwyczaj składa się z centralnego przewodnika przeprowadzającego prąd (pręta, szyny lub kabla) i ceramicznego obudowania zamontowanego w otworze pokrywy transformatora, które izoluje część pod napięciem. Najprostszym typem jest formowany wysokiej jakości glazurowany izolator ceramiczny z centralnym przewodnikiem. Ten typ jest używany dla napięć do 33 kV i ma gładką lub lekko żłobkowaną powierzchnię dla zastosowań wewnątrz pomieszczeń.

Dla transformatorów na zewnątrz, zewnętrzna (górna) część izolatora zawiera grzybki chroniące dolne żłobki przed wodą podczas deszczu. Dla transformatorów działających powyżej 36 kV stosowane są izolatory wypełnione olejem lub kondensatorowe. Izolator wypełniony olejem składa się z pustego, dwuczęściowego ceramicznego cylindra z przewodnikiem przechodzącym przez jego oś. Przestrzeń między przewodnikiem a wewnętrzną powierzchnią ceramiki jest wypełniona olejem, który jest oddzielony od oleju w zbiorniku transformatora. Górna część izolatora łączy się z małym komorem rozszerzeniowym, który umożliwia dostosowanie objętości w zależności od zmian temperatury oleju. Umożliwia się montaż transformatorów prądowych u końca dolnego, co pozwala na usunięcie izolatora bez zakłócania transformatora prądowego.

Izolator kondensatorowy jest konstruowany z warstw papieru wiązanego syntetyczną żywicą, przekładanymi cienkimi blaszkami metalowymi nasycanymi materiałem przewodzącym. Tworzy to szereg kondensatorów, gdzie każda para blaszek metalowych i znajdujący się pomiędzy nimi cylinder z papieru wiązanego żywicą działa jako kondensator. Poprzez zmianę długości blaszek metalowych i grubości warstw papieru wiązanego żywicą, naprężenie dielektryczne jest równomiernie rozłożone wzdłuż głębokości promieniowej - tzn. wzdłuż promienia izolatora.