Rodzaje izolatorów stosowanych w liniach przesyłowych (nadziemnych)
Rodzaje izolatorów używanych w liniach przesyłowych
Istnieje 5 rodzajów izolatorów używanych jako izolacja nadziemna w liniach przesyłowych:
Izolator szpilkowy
Izolator wiszący
Izolator napięciowy
Izolator podporowy
Izolator kłódkowy
Izolatory szpilkowe, wiszące i napięciowe są używane w systemach średniego do wysokiego napięcia. Podczas gdy izolatory podporowe i kłódkowe są głównie używane w zastosowaniach o niskim napięciu.
Izolator szpilkowy
Izolatory szpilkowe to najwcześniej opracowane izolatory nadziemne, ale są nadal powszechnie stosowane w sieciach energetycznych do systemu 33 kV. Izolator szpilkowy może być jedno-, dwu- lub trójczłonowy, w zależności od zastosowania napięcia.
W systemie 11 kV zwykle używamy jedno-częściowego izolatora, gdzie cały izolator szpilkowy jest jednym elementem odpowiedniokształtnego porcelanowego lub szklanego materiału.
Ponieważ ścieżka przecieków izolatora przebiega przez jego powierzchnię, pożądane jest zwiększenie pionowej długości powierzchni izolatora, aby wydłużyć ścieżkę przecieków. Na ciele izolatora umieszczamy jeden, dwa lub więcej daszków deszczowych lub spódniczek, aby uzyskać długą ścieżkę przecieków.
Ponadto daszki deszczowe lub spódniczki na izolatorze pełnią jeszcze jedną funkcję. Projektujemy te daszki deszczowe lub spódniczki tak, aby podczas deszczu zewnętrzna powierzchnia daszka deszczowego była mokra, ale wewnętrzna powierzchnia pozostawała sucha i nieprzewodząca. Dzięki temu będzie przerwanie ścieżki przewodzącej przez wilgotną powierzchnię izolatora szpilkowego.
W systemach o wyższym napięciu – takich jak 33KV i 66KV – produkcja jedno-częściowego porcelanowego izolatora szpilkowego staje się bardziej trudna. Im wyższe napięcie, tym grubszy musi być izolator, aby zapewnić wystarczającą izolację. Bardzo gruby jedno-częściowy porcelanowy izolator nie jest praktyczny do produkcji.
W takim przypadku używamy wielo-częściowego izolatora szpilkowego, gdzie odpowiednio zaprojektowane porcelanowe obudowy są ze sobą połączone cementem portlandzkim, tworząc jeden kompletny element izolatora. Zwykle używamy dwu-częściowych izolatorów szpilkowych dla systemu 33KV, a trój-częściowych izolatorów szpilkowych dla systemu 66KV.
Zagadnienia projektowe izolatora elektrycznego
Żywe przewody przytwierdzane są do góry izolatora szpilkowego, który jest w potencjale żywym. Do struktury nośnej o potencjale ziemnym przytwierdzamy dolną część izolatora. Izolator musi wytrzymać naprężenia potencjalne między przewodem a ziemią. Najkrótsza odległość między przewodem a ziemią, otaczającą ciało izolatora, wzdłuż której może nastąpić rozładowanie elektryczne przez powietrze, nazywana jest odległością błyskowej.
Gdy izolator jest mokry, jego zewnętrzna powierzchnia staje się prawie przewodząca. W związku z tym odległość błyskowa izolatora jest zmniejszona. Projekt izolatora elektrycznego powinien być taki, aby zmniejszenie odległości błyskowej było minimalne, gdy izolator jest mokry. Dlatego górna spódniczka izolatora szpilkowego ma kształt parasola, aby chronić resztę niższej części izolatora przed deszczem. Górna powierzchnia najwyższej spódniczki jest nachylona jak najmniej, aby utrzymać maksymalne napięcie błyskowe podczas opadów deszczu.
Daszki deszczowe są zaprojektowane w taki sposób, aby nie zakłócały rozkładu napięcia. Są zaprojektowane tak, że ich podpowierzchnia jest prostopadła do linii sił elektromagnetycznych.
Izolator postowy
Izolatory postowe są podobne do izolatorów szpilkowych, ale izolatory postowe są bardziej odpowiednie dla zastosowań o wyższym napięciu.
Izolatory postowe mają większą liczbę spódniczek i większą wysokość w porównaniu z izolatorami szpilkowymi. Ten typ izolatora można zamontować na strukturze nośnej zarówno poziomo, jak i pionowo. Izolator wykonany jest z jednego kawałka porcelany i ma uchwyty montażowe zarówno na górnym, jak i dolnym końcu.
Główne różnice między izolatorem szpilkowym a izolatorem postowym to:
