Существует 5 типов изоляторов, используемых в линиях электропередачи в качестве воздушной изоляции:
Штыревой изолятор
Подвесной изолятор
Натяжной изолятор
Стержневой изолятор
Петлевой изолятор
Штыревые, подвесные и натяжные изоляторы используются в системах среднего и высокого напряжения. В то время как стержневые и петлевые изоляторы в основном используются в низковольтных приложениях.
Штыревые изоляторы являются самыми ранними разработанными воздушными изоляторами, но до сих пор широко используются в энергосистемах до 33 кВ. Штыревые изоляторы могут быть одно-, двух- или трехчастными, в зависимости от применения напряжения.
В системе 11 кВ обычно используется одночастный изолятор, который представляет собой одну деталь из правильно оформленного фарфора или стекла.
Поскольку ток утечки изолятора проходит через его поверхность, желательно увеличить вертикальную длину поверхности изолятора для удлинения пути утечки. На теле изолятора мы устанавливаем один, два или более каплеуловителей или юбок, чтобы получить длинный путь утечки.
Кроме того, каплеуловители или юбки на изоляторе служат еще одной цели. Мы проектируем эти каплеуловители или юбки таким образом, что во время дождя внешняя поверхность каплеуловителя становится мокрой, а внутренняя остается сухой и не проводящей. Таким образом, будет прерываться проводящий путь через влажную поверхность штыревого изолятора.
В системах высокого напряжения, таких как 33 кВ и 66 кВ, производство одночастного фарфорового штыревого изолятора становится более сложным. Чем выше напряжение, тем толще должен быть изолятор, чтобы обеспечить достаточную изоляцию. Очень толстый однокомпонентный фарфоровый изолятор не практично производить.
В этом случае мы используем многокомпонентный штыревой изолятор, где несколько правильно спроектированных фарфоровых оболочек соединяются с помощью цемента Портланд, чтобы сформировать один целый изолятор. Обычно для 33 кВ используются двухчастные штыревые изоляторы, а для 66 кВ — трехчастные.
Живая проводка крепится к верхней части штыревого изолятора, который находится под рабочим потенциалом. Нижняя часть изолятора крепится к опорной конструкции заземленного потенциала. Изолятор должен выдерживать потенциальные напряжения между проводкой и землей. Самое короткое расстояние между проводкой и землей, окружающее тело изолятора, по которому может произойти электрический разряд через воздух, называется расстоянием пробоя.
Когда изолятор мокрый, его внешняя поверхность становится почти проводящей. Поэтому расстояние пробоя изолятора уменьшается. Конструкция электроизолятора должна быть такой, чтобы уменьшение расстояния пробоя было минимальным, когда изолятор мокрый. Именно поэтому верхняя юбка штыревого изолятора имеет форму зонта, чтобы защитить нижнюю часть изолятора от дождя. Верхняя поверхность верхней юбки максимально наклонена, чтобы поддерживать максимальное напряжение пробоя во время дождя.
Каплеуловители выполнены так, чтобы они не нарушали распределение напряжения. Они спроектированы таким образом, что их подповерхность перпендикулярна линиям электромагнитного поля.
