أنواع العوازل المستخدمة في خطوط النقل (الهوائية)
أنواع العوازل المستخدمة في خطوط النقل
هناك 5 أنواع من العوازل تستخدم في خطوط النقل كعزل علوي:
عازل الدبوس
عازل التعليق
عازل الشد
عازل الدعم
عازل الوشاح
يُستخدم عازل الدبوس وعازل التعليق وعازل الشد في الأنظمة ذات الجهد المتوسط إلى العالي. بينما يُستخدم عازل الدعم وعازل الوشاح بشكل أساسي في التطبيقات ذات الجهد المنخفض.
عازل الدبوس
عازل الدبوس هو أقدم نوع من العوازل العلوية المطورة، ولكنه لا يزال شائع الاستخدام في شبكات الطاقة حتى نظام 33 كيلوفولت. يمكن أن يكون عازل الدبوس من قطعة واحدة أو قطعتين أو ثلاث قطع، اعتمادًا على الجهد المستخدم.
في نظام 11 كيلوفولت، نستخدم عادةً نوع قطعة واحدة من العازل حيث يكون العازل بأكمله قطعة واحدة من الفخار أو الزجاج مصممة بشكل صحيح.
بما أن مسار التسرب للعازل يكون عبر سطحه، فمن المستحسن زيادة الطول العمودي لسطح العازل لتطويل مسار التسرب. نوفر واحدًا أو أكثر من الشرفات أو الحواجز على جسم العازل للحصول على مسار تسرب طويل.
بالإضافة إلى ذلك، فإن الشرفات أو الحواجز على العازل تؤدي غرضًا آخر. يتم تصميم هذه الشرفات أو الحواجز بحيث تكون السطح الخارجي للشرفة رطبًا أثناء الأمطار ولكن السطح الداخلي يبقى جافًا وغير موصل. لذلك سيكون هناك انقطاع في المسار الموصل عبر سطح العازل الرطب.
في الأنظمة ذات الجهد العالي - مثل 33 كيلوفولت و 66 كيلوفولت - يصبح تصنيع عازل الدبوس من قطعة واحدة صعبًا. كلما زاد الجهد، كان يجب أن يكون العازل أثخن لتوفير العزل الكافي. عازل فخاري واحد قطعة واحدة جداً ثقيل ليس عملياً للتصنيع.
في هذه الحالة، نستخدم عازل دبوس متعدد القطع، حيث يتم تثبيت بعض القذائف الفخارية المصممة بشكل صحيح معًا بواسطة الأسمنت البرتغالي لتشكيل وحدة عازلة كاملة. نستخدم عادةً عازل دبوس قطعتين لنظام 33 كيلوفولت، وعازل دبوس ثلاث قطع لنظام 66 كيلوفولت.
اعتبارات تصميم العازل الكهربائي
الموصل الحيوي المرتبط بقمّة عازل الدبوس والذي يكون في الجهد الحيوي. نقوم بتثبيت قاعدة العازل على هيكل الدعم ذو الجهد الأرضي. يجب أن يتحمل العازل الضغوط الجهدية بين الموصل والأرض. أقصر مسافة بين الموصل والأرض، حول جسم العازل، والتي يمكن أن يحدث فيها تسرب كهربائي عبر الهواء، تُعرف باسم مسافة التفريغ.
عندما يكون العازل رطبًا، يصبح سطحه الخارجي تقريبًا موصلًا. لذا تنخفض مسافة التفريغ للعازل. يجب أن يكون تصميم العازل الكهربائي بحيث يكون انخفاض مسافة التفريغ أقل ما يمكن عند رطوبة العازل. لهذا السبب، تكون الشرفة العليا لعازل الدبوس مصممة بشكل مظلة لحماية الجزء السفلي من العازل من الأمطار. يتم تصميم السطح العلوي للشرفة العليا بحيث يكون مائلًا بأقل قدر ممكن لصيانة الجهد الأقصى للتفريغ خلال الأمطار.
تم تصميم الشرفات بحيث لا تزعج توزيع الجهد. تم تصميمها بحيث يكون سطحها الداخلي عموديًا على خطوط قوة المجال الكهرومغناطيسي.
عازل العمود
عازل العمود مشابه لعازل الدبوس، ولكن عازل العمود أكثر ملاءمة للتطبيقات ذات الجهد العالي.
عازل العمود له عدد أكبر من الشرفات وأعلى ارتفاع مقارنة بعازل الدبوس. يمكن تركيب هذا النوع من العازل على هيكل الدعم أفقيًا وكذلك عموديًا. يتم تصنيع العازل من قطعة واحدة من الفخار ولديه ترتيب ماسكة في كل من الطرف العلوي والسفلي لتثبيته.
الاختلافات الرئيسية بين عازل الدبوس وعازل العمود هي:
