Види ізоляторів високої напруги

Що є Ізолятори високої напруги?

Ізолятори високої напруги є важливими компонентами систем передачі та розподілу електроенергії. Ізолятори високої напруги діють як бар’єр, запобігаючи проходженню електричного струму між проводами під напругою, заземленими конструкціями чи іншими провідниками. Запобігаючи небажаному струму, високовольтні ізолятори захищають обладнання та забезпечують безпеку та надійність електромережі. Незалежно від того, чи використовуються вони на лініях електропередачі, підстанціях чи промислових об’єктах, вони відіграють життєво важливу роль у витриманніелектричних проводів, запобігаючи витоку струму.

Ці ізолятори зазвичай виготовляються з високоміцних матеріалів, таких як порцеляна, скло або композитні полімери. Кожен тип матеріалу має свої властивості, сильні сторони та особливості застосування в енергосистемі. Вибір правильного ізолятора залежить від рівнів напруги, умов навколишнього середовища та конструкції системи.

Діелектрична міцність і напруга

Діелектрична міцність означає здатність ізолятора витримувати високу напругу без руйнування. Це ключовий параметр у координації електричної ізоляції. Ізолятори високої напруги призначені для роботи не тільки зі стаціонарними напругами, але й для витримки діелектричної напруги під час ударів блискавки або комутаційних стрибків. Це забезпечує надійну електричну ізоляцію та захист від перенапруг.

Механічна міцність і навантаження

Крім електричних властивостей, ізолятори повинні мати відмінну механічну навантажувальну здатність. Вони підтримують важкі провідники та протистоять силам, викликаним вітром, льодом і напругою. Механічні та електричні характеристики однаково важливі для ізоляторів, які використовуються в ізоляції повітряних ліній електропередач.

Шлях спливання та стійкість до забруднення

Шлях витоку — це найкоротший шлях уздовж поверхні ізолятора між двома провідними частинами, і він відіграє вирішальну роль у запобіганні витоку електричного струму та спалаху, особливо в забруднених або вологих умовах. Збільшення шляху витоку допомагає зменшити відстеження поверхні та струми витоку. Це життєво важливо для запобігання спалаху електричного струму та забезпечення довгострокової надійності. Стійкість зовнішніх ізоляторів до забруднення покращується завдяки конструктивним особливостям, таким як навіси та силікон RTVпокриття.

Методи запобігання спалаху (наприклад, покриття RTV)

Спалах виникає при стрибках напруги на поверхні ізолятора. Це може призвести до відключення електроенергії та пошкодження. Сучасні методи запобігання спалаху включають силіконові покриття RTV, які забезпечують гідрофобну поверхню, зменшуючи ризик забруднення поверхні та утворення дуги. Ці покриття широко використовуються в композитних полімерних ізоляторах і скляних ізоляторах, що піддаються впливу суворих умов.
Щоб глибше зрозуміти їх роль в електричних системах і як вибрати правильний тип, перегляньте цю детальну статтю що потрібно знати про ізолятори високої напруги.

Важливість ізоляторів високої напруги в системах передачі та розподілу електроенергії

Електрична ізоляція має основне значення для роботи високовольтного електрообладнання. Без надійних ізоляторів зростає ризик порушення електричної ізоляції, спалаху дуги та коронного розряду. Ізолятори сприяють надійності системи електроенергії, зберігаючи ізоляцію напруги та підтримуючи структури електричних провідників у повітряних лініях, підстанціях та промислових мережах.

Типи ізоляторів високої напруги

На основі матеріалу ізоляторів високої напруги

Порцелянові ізолятори

Властивості матеріалу та техніка глазурування

Порцелянові електричні ізолятори виготовляють із глини, кварцу та польового шпату, обпалених при високих температурах. Процес глазурування створює гладку непористу поверхню, яка підвищує гідрофобність і стійкість до забруднення. Ці ізолятори є міцними та використовуються в різних класах напруги.

Переваги та типові застосування

Порцелянові ізолятори мають високу механічну міцність і термічну стабільність. Вони підходять для вибору ізолятора лінії електропередач як у міських, так і в сільських умовах. Завдяки своїй довговічності вони залишаються популярними в традиційних підстанціях і високовольтних розподільних пристроях.

Скляні ізолятори

Історичний розвиток і сучасне використання

Скляні ізолятори використовуються з початку 20 століття. Вони виготовлені із загартованого скла та користуються перевагою через свою прозорість, що дозволяє легко виявити внутрішні пошкодження. Їх використання в підвісних ізоляторних дисках широко поширене завдяки їх міцності та діелектричним характеристикам.

Довговічність і електричні характеристики

Високовольтні скляні ізолятори добре працюють при механічних і електричних навантаженнях. Їх гладка поверхня захищає від слідів і ерозії, зменшуючи потребу в частому обслуговуванні. Вони ідеально підходять для забруднених і прибережних районів.

Композитні (полімерні) ізолятори

Основні матеріали (скловолокно, силікон, EPDM)

Композитні полімерні ізолятори складаються з армованого скловолокном полімерного стрижня, покритого стійкою до погодних умов оболонкою з силіконової гуми або EPDM. Ці матеріали легкі, гнучкі та мають чудові діелектричні властивості, особливо підходять для довгострижневих полімерних ізоляторів.

Гібридні композитні конструкції (наприклад, порцеляновий сердечник + силіконовий корпус)

Гібридна конструкція ізолятора поєднує механічну міцність порцеляни з гідрофобністю полімерних корпусів. Такий підхід підвищує ефективність ізоляції в складних умовах.

Переваги перед традиційними типами

Порівняно з порцеляною та склом композитні полімерні ізолятори легші, більш стійкі до вандалізму та менш схильні до деградації матеріалу. Вони також мають чудову стійкість до спалаху забруднень і легші в установці, що робить їх кращим вибором для електроізоляції в суворих умовах.

На основі застосування/структури ізоляторів високої напруги

Штифтові ізолятори

Штифтові ізолятори зазвичай використовуються на лініях низької та середньої напруги, зазвичай до 33 кВ. Вони встановлюються безпосередньо на стовпах і забезпечують міцну опору для провідників.

Ізолятори підвіски

Підвісні ізолятори зазвичай використовуються в лініях електропередач високої напруги. Вони складаються з дископодібних блоків, з’єднаних послідовно, що забезпечує адаптивність напруги та механічну міцність.

Дискові ізолятори

Це модульні вузли в підвісних системах. Кожен диск забезпечує ізоляцію для певного рівня напруги. Кількість дисків у рядку визначає загальну потужність напруги.

Постійні ізолятори

Постійні ізолятори, які використовуються на підстанціях, спеціально розроблені для забезпечення вертикальної опори та електричної ізоляції провідників. Вони ідеально підходять як для внутрішнього, так і зовнішнього застосування, включаючи вузли розподільних пристроїв і шинні системи, забезпечуючи надійну роботу в різних умовах навколишнього середовища.

Деформаційні, кріпильні та стійкі ізолятори

Ізолятори напруги та скоби використовуються на кінцях лінії або в кутових точках, щоб витримувати навантаження на розтяг. Залишкові ізолятори часто зустрічаються в розтяжках для опори стовпів. Усі три є ключовими для механічної стабільності в системах розподілу.

Довгострижні ізолятори

Полімерні ізолятори з довгим стрижнем, які використовуються як альтернатива струнам підвісних дисків, забезпечують високу механічну та діелектричну міцність у компактному форм-факторі. Вони широко використовуються в сучасній ізоляції ліній електропередач.

Застосування різних типів ізоляторів

Лінії електропередачі

Типи ізоляторів високої напруги, такі як підвісні та довгі стрижневі ізолятори, є важливими в лініях електропередачі. Вони забезпечують гнучкість у масштабуванні напруги та протистоять динамічним навантаженням. Ці ізолятори вибираються на основі рівнів напруги та впливу навколишнього середовища.

Підстанції

На підстанціях опорні ізолятори та прохідні ізолятори використовуються для підтримки провідників і розділення фаз. Ці місця потребують високої діелектричної міцності та низького рівня забруднення поверхні.

Розподільчі мережі

Штирькові та тензоізолятори застосовуються в мережах низької та середньої напруги. Їх низька вартість і легкість заміни роблять їх ідеальними для малопролітних ліній низької напруги.

Промислові та комерційні установки

Промислові установки виграють від композитних полімерних ізоляторів завдяки їхній малій вазі та простоті у використанні. Ці середовища часто мають обмежений простір і ризики забруднення, вимагаючи ізоляторів із високою стійкістю до забруднення та низьким рівнем обслуговування.

--- КІНЕЦЬ ---