Auswahl und Wartung von Isolatoren an Hochspannungsleitungen

Die wichtige Rolle der Isolatoren
An Hochspannungsleitungen sehen wir oft Reihen von Isolatoren. Was genau ist ihr Zweck? Diese Isolatoren, wie Schutzgötter auf den Hochspannungsleitungen, spielen eine entscheidende Rolle für die Sicherheit. Durch sie können wir eine reibungslose Stromübertragung sicherstellen und gleichzeitig verhindern, dass der Strom Schäden an der Umgebung und an Ausrüstungen verursacht.

​Der Installationsprozess der Isolatoren
Warum hängen Reihen von Isolatoren an Hochspannungsleitungen? Und wie funktionieren sie genau?
Nun lernen wir den Installationsprozess der Isolatoren kennen. Zuerst verwenden Arbeiter Werkzeuge, um die Verbindungen auf beiden Seiten vorsichtig zu stützen, um den notwendigen Abstand für die Installation des neuen Isolators zu schaffen. Dann wird der neue Isolator sicher in Position gebracht und die Werkzeuge schnell entfernt, um den Installationsprozess abzuschließen. Diese scheinbar einfache Reihe von Operationen sichert tatsächlich die Stromversorgung für Tausende von Haushalten.

​02 Funktionsprinzipien der Isolatoren​

​Funktionsprinzipien und Materialauswahl
Wie funktionieren Isolatoren eigentlich?
Neben glasartigen Isolatoren sehen wir häufig weiße, keramikähnliche Isolatoren. Neben der Befestigungsfunktion liegt ihre Kernfunktion in der Isolation. Da Hochspannungsleitungen in der Regel mehr als 10.000 Volt betragen und weite Strecken überbrücken, wäre es, wenn sie wie Haushaltskabel isoliert wären, der Dicke der Hülle für eine 500.000-Volt-Leitung 17 Zentimeter. Dies wäre nicht nur extrem teuer, sondern das zusätzliche Gewicht würde den erforderlichen Abstand zwischen den Tragkonstruktionen erhöhen.
Darüber hinaus würden dicke Isolierschichten die Wärmeabgabe der Hochspannungsleitungen behindern und potenzielle Sicherheitsrisiken verursachen. Daher sind Hochspannungsleitungen normalerweise direkt der Luft ausgesetzt.

​Design-Entwicklung und Herausforderungen
Dies führt jedoch zu einem Problem: Wenn die Hochspannungsleitung an einem Mast vorbeiführt, könnte der Strom durch Beton und Bewehrungsstahl in den Boden fließen und ein Gefahrenpotenzial schaffen.
Um dieses Problem zu lösen, wurden Isolatoren zwischen Leitung und Mast hinzugefügt. Sie wurden mit einer Scheibenform entworfen, um die elektrische Feldkonzentration, die zu Bogenstrichen (Durchschlag) führen kann, zu reduzieren. Allerdings ergab sich ein weiteres Problem: Die Scheibenform könnte Regenwasser ansammeln lassen, und der Strom könnte möglicherweise entlang des Wasserwegs fließen. Dies führte zur allmählichen Entwicklung des Schirmformdesigns, das das Risiko von Stromleckagen und Regenwasseransammlungen reduziert und zu der heutigen Form der Isolatoren geführt hat.

​Verschmutzung und Wartungsmaßnahmen
Kurz gesagt, blockieren Isolatoren den Stromfluss durch die Verwendung von Isoliermaterialien und ihrer einzigartigen Formgebung. Allerdings, obwohl Isolatoren unter normalen Bedingungen die grundlegenden Isolieranforderungen erfüllen, kann bei Verschmutzung und anschließender Benetzung lösliche Substanzen im Wasser auflösen und eine leitfähige Schicht auf der Oberfläche bilden. Dies kann zu intensiven elektrischen Entladungsphänomenen (Durchschlägen) führen, die Ausfälle oder Schäden an Ausrüstungen verursachen können.
Verschmutzungen wie Industrieabfall, Rauchpartikel, salzhaltiger/alkalischer Dreck und sogar Vogeldreck können leicht zu Isolatordurchschlägen führen. Um diese gefährliche Situation zu vermeiden, müssen Isolatoren regelmäßig gereinigt werden. Eine Methode besteht darin, sie mit Hochdruckreinigern zu waschen. Darüber hinaus können die Durchschlagscharakteristiken verbessert werden, indem die Anzahl der Isolatorscheiben in einer Reihe erhöht oder spezielle Beschichtungen auf den Isolatoroberflächen angewendet werden, um so die sichere Betriebsführung der Hochspannungsleitungen sicherzustellen.