Tipi di isolatori utilizzati nelle linee di trasmissione (aeree)
Tipi di isolatori utilizzati nelle linee elettriche
Ci sono 5 tipi di isolatori utilizzati nelle linee elettriche come isolamento aereo:
Isolatore a perno
Isolatore sospeso
Isolatore da tensione
Isolatore di sostegno
Isolatore a scorrimento
Gli isolatori a perno, sospesi e da tensione sono utilizzati in sistemi di media e alta tensione. Gli isolatori di sostegno e a scorrimento, invece, sono principalmente utilizzati in applicazioni a bassa tensione.
Isolatore a perno
Gli isolatori a perno sono gli isolatori aerei più antichi sviluppati, ma sono ancora comunemente utilizzati nelle reti elettriche fino al sistema 33 kV. Gli isolatori a perno possono essere di tipo monopezzo, bipartito o tripartito, a seconda della tensione dell'applicazione.
In un sistema 11 kV si utilizza generalmente un isolatore monopezzo dove l'intero isolatore a perno è un pezzo unico di porcellana o vetro opportunamente modellato.
Poiché il percorso di fuga dell'isolatore è attraverso la sua superficie, è desiderabile aumentare la lunghezza verticale della superficie dell'isolatore per allungare il percorso di fuga. Forniamo uno, due o più piatti di raccolta o petticoats sul corpo dell'isolatore per ottenere un percorso di fuga lungo.
Inoltre, i piatti di raccolta o i petticoats su un isolatore servono un altro scopo. Progettiamo questi piatti di raccolta o petticoats in modo tale che, mentre piove, la superficie esterna del piatto di raccolta diventi bagnata, ma la superficie interna rimanga asciutta e non conduttiva. Quindi ci sarà una discontinuità del percorso conduttivo attraverso la superficie umida dell'isolatore a perno.
Nei sistemi ad alta tensione, come 33KV e 66KV, la produzione di un isolatore a perno monopezzo di porcellana diventa più difficile. Più alta è la tensione, più spesso deve essere l'isolatore per fornire un'isolazione sufficiente. Un isolatore monopezzo di porcellana molto spesso non è pratico da produrre.
In questo caso, utilizziamo un isolatore a perno multiparte, dove alcune gusci di porcellana opportunamente progettati sono fissati insieme con cemento Portland per formare un'unità completa di isolatore. Generalmente utilizziamo isolatori a perno bipartiti per 33KV e isolatori a perno tripartiti per i sistemi 66KV.
Considerazioni di progettazione dell'isolatore elettrico
Il conduttore vivo è collegato alla parte superiore dell'isolatore a perno, che è a potenziale vivo. Fissiamo la parte inferiore dell'isolatore alla struttura di supporto a potenziale di terra. L'isolatore deve resistere agli stress di potenziale tra il conduttore e la terra. La distanza più breve tra il conduttore e la terra, intorno al corpo dell'isolatore, lungo la quale può verificarsi un arco elettrico attraverso l'aria, è nota come distanza di flashover.
Quando l'isolatore è bagnato, la sua superficie esterna diventa quasi conduttrice. Pertanto, la distanza di flashover dell'isolatore diminuisce. Il design dell'isolatore elettrico dovrebbe essere tale da minimizzare la diminuzione della distanza di flashover quando l'isolatore è bagnato. Per questo motivo, il petticoat superiore di un isolatore a perno ha un design a ombrello per proteggere la parte inferiore dell'isolatore dalla pioggia. La superficie superiore del petticoat superiore è inclinata il meno possibile per mantenere la massima tensione di flashover durante la pioggia.
I piatti di raccolta sono progettati in modo da non disturbare la distribuzione di tensione. Sono progettati in modo che la loro superficie sottostante sia perpendicolare alle linee di forza elettromagnetiche.
Isolatore a pilastra
Gli isolatori a pilastra sono simili agli isolatori a perno, ma gli isolatori a pilastra sono più adatti per applicazioni ad alta tensione.
Gli isolatori a pilastra hanno un numero maggiore di petticoats e una maggiore altezza rispetto agli isolatori a perno. Questo tipo di isolatore può essere montato orizzontalmente o verticalmente sulla struttura di supporto. L'isolatore è realizzato in un pezzo unico di porcellana e dispone di dispositivi di fissaggio sia nella parte superiore che in quella inferiore.
Le principali differenze tra l'isolatore a perno e l'isolatore a pilastra sono:
