Các loại cách điện cao áp

là gì Chất cách điện cao áp?

Chất cách điện cao áp là thành phần thiết yếu trong hệ thống truyền tải và phân phối điện. Chất cách điện cao áp hoạt động như một rào cản, ngăn dòng điện đi qua giữa các dây dẫn có điện, các cấu trúc nối đất hoặc các dây dẫn khác. Bằng cách ngăn chặn dòng điện không mong muốn, chất cách điện cao áp bảo vệ thiết bị và đảm bảo sự an toàn và tin cậy của lưới điện. Cho dù được sử dụng trên đường dây truyền tải, trong trạm biến áp hay khu công nghiệp, chúng đều đóng một vai trò quan trọng trong việc duy trìdây điện đồng thời ngăn chặn dòng điện rò rỉ.

Những chất cách điện này thường được làm từ vật liệu có độ bền cao như sứ, thủy tinh hoặc polyme tổng hợp. Mỗi loại vật liệu đều có những đặc tính, thế mạnh và ứng dụng riêng trong hệ thống điện. Việc lựa chọn chất cách điện phù hợp phụ thuộc vào cấp điện áp, điều kiện môi trường và thiết kế hệ thống.

Độ bền điện môi và xếp hạng điện áp

Độ bền điện môi đề cập đến khả năng của chất cách điện chịu được điện áp cao mà không bị hỏng. Nó là một thông số quan trọng trong việc phối hợp cách điện. Chất cách điện cao áp được thiết kế để xử lý không chỉ điện áp ở trạng thái ổn định mà còn cả điện áp chịu được điện môi khi bị sét đánh hoặc đột biến chuyển mạch. Điều này đảm bảo cách điện mạnh mẽ và bảo vệ đột biến.

Độ bền cơ học và khả năng chịu tải

Ngoài các đặc tính điện, chất cách điện phải có khả năng chịu tải cơ học tuyệt vời. Chúng hỗ trợ các dây dẫn nặng và chống lại lực do gió, băng và lực căng gây ra. Hiệu suất cơ và điện đều quan trọng như nhau đối với chất cách điện được sử dụng để cách nhiệt đường dây điện trên không.

Khoảng cách đường dây và khả năng chống ô nhiễm

Khoảng cách đường rò là đường ngắn nhất dọc theo bề mặt của chất cách điện giữa hai bộ phận dẫn điện và nó đóng vai trò quan trọng trong việc ngăn ngừa rò rỉ điện và phóng điện—đặc biệt là trong điều kiện ô nhiễm hoặc ẩm ướt. Việc mở rộng khoảng cách đường rò giúp giảm sự theo dõi bề mặt và dòng rò. Điều này rất quan trọng trong việc ngăn ngừa hiện tượng phóng điện và đảm bảo độ tin cậy lâu dài. Khả năng chống ô nhiễm của chất cách điện ngoài trời được tăng cường nhờ các tính năng thiết kế như nhà kho và silicone RTVlớp phủ.

Kỹ thuật ngăn ngừa phóng điện (ví dụ: Lớp phủ RTV)

Hiện tượng phóng điện xảy ra khi điện áp nhảy qua bề mặt chất cách điện. Điều này có thể dẫn đến mất điện và hư hỏng. Các kỹ thuật ngăn ngừa phóng điện hiện đại bao gồm lớp phủ silicon RTV mang lại bề mặt kỵ nước, giảm nguy cơ nhiễm bẩn bề mặt và hình thành hồ quang. Những lớp phủ này được sử dụng rộng rãi trong chất cách điện polymer tổng hợp và chất cách điện thủy tinh tiếp xúc với môi trường khắc nghiệt.
Để hiểu sâu hơn về vai trò của chúng trong hệ thống điện và cách chọn đúng loại, hãy xem bài viết chi tiết này về Những điều bạn cần biết về chất cách điện cao thế.

Tầm quan trọng của chất cách điện cao thế trong hệ thống truyền tải và phân phối điện

Cách điện là nền tảng cho hoạt động của các thiết bị điện cao áp. Nếu không có chất cách điện đáng tin cậy, nguy cơ hỏng cách điện, phóng điện hồ quang và phóng điện vầng quang sẽ tăng lên. Chất cách điện góp phần nâng cao độ tin cậy của hệ thống điện bằng cách duy trì cách ly điện áp và hỗ trợ các cấu trúc dây dẫn điện trong đường dây trên không, trạm biến áp và mạng công nghiệp.

Các loại cách điện cao áp

Dựa trên vật liệu cách điện cao áp

Sứ cách điện

Đặc tính vật liệu và kỹ thuật tráng men

Chất cách điện bằng sứ được làm từ đất sét, thạch anh và fenspat, nung ở nhiệt độ cao. Quá trình tráng men tạo ra bề mặt nhẵn, không xốp giúp tăng cường khả năng kỵ nước và chống ô nhiễm. Những chất cách điện này rất chắc chắn và được sử dụng ở nhiều loại điện áp khác nhau.

Ưu điểm và ứng dụng điển hình

Chất cách điện bằng sứ mang lại độ bền cơ học cao và ổn định nhiệt. Chúng phù hợp để lựa chọn chất cách điện đường dây ở cả môi trường thành thị và nông thôn. Do độ bền của chúng, chúng vẫn phổ biến trong các trạm biến áp truyền thống và thiết bị chuyển mạch điện áp cao.

Kính cách nhiệt

Lịch sử phát triển và sử dụng hiện đại

Chất cách điện bằng kính đã được sử dụng từ đầu thế kỷ 20. Chúng được làm bằng kính cường lực và được ưa chuộng vì độ trong suốt, giúp dễ dàng phát hiện hư hỏng bên trong. Việc sử dụng chúng trong các đĩa cách điện treo rất phổ biến do độ bền và hiệu suất điện môi của chúng.

Độ bền và hiệu suất điện

Chất cách điện bằng thủy tinh điện áp cao hoạt động tốt dưới áp lực cơ và điện. Bề mặt nhẵn của chúng chống lại dấu vết và xói mòn, giảm nhu cầu bảo trì thường xuyên. Chúng rất lý tưởng cho các khu vực ven biển và bị ô nhiễm.

Chất cách điện tổng hợp (Polyme)

Vật liệu cốt lõi (Sợi thủy tinh, Silicone, EPDM)

Chất cách điện polymer tổng hợp bao gồm một thanh nhựa được gia cố bằng sợi thủy tinh, được phủ một lớp vỏ chịu được thời tiết làm từ cao su silicon hoặc EPDM. Những vật liệu này nhẹ, linh hoạt và có đặc tính điện môi tuyệt vời, đặc biệt phù hợp với chất cách điện polymer thanh dài.

Thiết kế hỗn hợp lai (ví dụ: Lõi sứ + Vỏ silicon)

Thiết kế chất cách điện lai kết hợp độ bền cơ học của sứ với tính kỵ nước của vỏ polyme. Cách tiếp cận này tăng cường hiệu suất cách nhiệt trong môi trường đầy thách thức.

Ưu điểm so với các loại truyền thống

So với sứ và thủy tinh, chất cách điện polymer tổng hợp nhẹ hơn, có khả năng chống phá hoại cao hơn và ít bị xuống cấp vật liệu hơn. Chúng cũng có khả năng chống phóng điện ô nhiễm vượt trội và dễ lắp đặt hơn, khiến chúng trở thành lựa chọn ưu tiên trong cách điện trong môi trường khắc nghiệt.

Dựa trên ứng dụng/cấu trúc của chất cách điện cao áp

Pin cách điện

Chất cách điện dạng chân cắm thường được sử dụng trên các đường dây hạ thế và trung thế, thường lên đến 33kV. Chúng được gắn trực tiếp trên các cột và cung cấp sự hỗ trợ chắc chắn cho dây dẫn.

Hệ thống treo cách điện

Chất cách điện treo thường được sử dụng trong các đường dây truyền tải điện áp cao. Chúng được tạo thành từ các khối hình đĩa được nối nối tiếp, mang lại cả khả năng thích ứng điện áp và độ bền cơ học.

Đĩa cách điện

Đây là những đơn vị mô-đun trong hệ thống treo. Mỗi đĩa cung cấp cách điện cho một mức điện áp nhất định. Số lượng đĩa trong một chuỗi xác định tổng công suất điện áp.

bài cách điện

Chất cách điện sau được sử dụng trong các trạm biến áp được thiết kế đặc biệt để hỗ trợ theo chiều dọc và cách điện cho dây dẫn. Chúng lý tưởng cho cả ứng dụng trong nhà và ngoài trời, bao gồm các cụm thiết bị đóng cắt và hệ thống thanh cái, đảm bảo hiệu suất đáng tin cậy trong các điều kiện môi trường khác nhau.

Căng thẳng, còng và giữ cách điện

Chất cách điện biến dạng và ma ní được sử dụng ở các đầu đường dây hoặc các điểm góc để chịu tải trọng kéo. Chất cách điện thường được tìm thấy trong các dây giằng để hỗ trợ cột. Cả ba đều là chìa khóa cho sự ổn định cơ học trong hệ thống phân phối.

Chất cách điện thanh dài

Được sử dụng thay thế cho dây đĩa treo, chất cách điện polymer thanh dài mang lại độ bền cơ học và điện môi cao trong một hệ số dạng nhỏ gọn. Chúng được sử dụng rộng rãi trong cách nhiệt đường dây truyền tải hiện đại.

Ứng dụng của các loại chất cách điện khác nhau

Đường dây truyền tải

Các loại cách điện cao áp như cách điện treo và cách điện thanh dài rất cần thiết trong đường dây truyền tải. Chúng cung cấp sự linh hoạt trong việc điều chỉnh điện áp và chống lại tải động. Những chất cách điện này được lựa chọn dựa trên mức điện áp và mức độ tiếp xúc với môi trường.

Trạm biến áp

Trong các trạm biến áp, cách điện sau và cách điện ống lót được sử dụng để đỡ dây dẫn và các pha riêng biệt. Những vị trí này đòi hỏi độ bền điện môi cao và tỷ lệ ô nhiễm bề mặt thấp.

Mạng lưới phân phối

Chất cách điện chân và biến dạng được sử dụng trong mạng điện áp thấp và trung thế. Chi phí thấp và dễ thay thế khiến chúng trở nên lý tưởng cho các đường dây có nhịp ngắn, điện áp thấp.

Lắp đặt công nghiệp và thương mại

Việc lắp đặt công nghiệp được hưởng lợi từ chất cách điện polymer tổng hợp do trọng lượng nhẹ và dễ xử lý. Những môi trường này thường có giới hạn về không gian và rủi ro ô nhiễm, đòi hỏi chất cách điện có khả năng chống ô nhiễm cao và chi phí bảo trì thấp.

--- KẾT THÚC ---