Isolator (elektrisitet)

Overhead ledere for høyspent elektrisk kraftoverføring er nakne, og er isolert av den omgivende luft. Ledere for lavere spenning i distribusjon kan ha noen isolasjon, men er ofte nakne, så vel., Isolerende støtter kalles isolatorer er nødvendig på de punkter der de støttes av verktøyet, stolper eller sendetårn. Isolatorer er også nødvendig hvor ledningen går inn i bygninger eller elektrisk enheter, for eksempel transformatorer eller strømbrytere for å isolere ledningen fra tilfelle. Disse hule isolatorer med en leder inne i dem er kalt foringer.

MaterialEdit

Isolatorer som brukes for høy spenning kraftoverføring er laget av glass, porselen eller polymer kompositt materiale., Isolatorer porselen er laget av leire, kvarts eller alumina og feldspar, og er dekket med en glatt glasur å kaste vann. Isolatorer laget av porselen rik på alumina er brukt der hvor høy mekanisk styrke er et kriterium. Porselenet har en dielektrisk styrke på ca 4-10 kV/mm. Glass har en høyere dielektrisk styrke, men det tiltrekker seg kondens og den tykke uregelmessige former behov for isolatorer er vanskelig å kaste uten at indre spenninger. Noen isolator produsenter sluttet å lage glass isolatorer i slutten av 1960-tallet, bytte til keramiske materialer.,

Nylig, noen elektriske verktøy har begynt å konvertere til polymer kompositt materiale for noen typer isolasjonsmaterialer. Disse er vanligvis består av en sentral stang er laget av fiber forsterket plast og en ytre weathershed laget av silikon gummi eller etylen propylen dien monomer gummi (EPDM). Kompositt isolatorer er rimeligere, lettere i vekt, og har en utmerket hydrofobe evne. Denne kombinasjonen gjør dem ideelle for tjeneste i forurensede områder. Imidlertid, disse stoffene ikke ennå har lang sikt bevist levetid av glass og porselen.,

DesignEdit

elektrisk sammenbrudd av en isolator på grunn av for høy spenning kan skje på en av to måter:

• En punktering arc er en oversikt og gjennomføring av materialet av isolatoren, forårsaker en elektrisk lysbue gjennom det indre av isolatoren. Varmen som oppstår fra arc vanligvis skader isolator uopprettelig., Punktere spenningen er spenningen over isolator (når installert på normal måte) som fører til en punktering arc.
• Et overslag arc er en oversikt og gjennomføring av luften rundt eller langs overflaten av isolatoren, forårsaker en bue langs utsiden av isolatoren. Isolatorer er vanligvis konstruert for å tåle overslag uten skader. Overslag spenning er den spenning som fører til en flash-over arc.

de Fleste høy spenning isolatorer er designet med en lavere overslag spenning enn punktering spenning, så de blits over før de punktering, for å unngå skade.,

Skitt, forurensning, salt, og spesielt vann på overflaten av en høy spenning isolator kan opprette en ledende bane over det, forårsaker lekkasje av strøm og flashovers. Den overslag spenning kan bli redusert med mer enn 50% når isolatoren er våt. Høy spenning isolatorer for utendørs bruk er formet for å maksimere lengden av lekkasje bane langs overflaten fra den ene enden til den andre, kalt creepage lengde, for å minimere disse lekkasje av strøm. For å oppnå dette overflaten er støpt inn i en serie av corrugations eller konsentriske disc former., Disse inkluderer vanligvis en eller flere boder; nedover cup-formet overflater som fungerer som paraplyer for å sikre at en del av overflaten lekkasje banen under ‘cup’ forblir tørt i vått vær. Minimum creepage avstander er 20-25 mm/kV, men må økes i høy forurensning eller luftbårne hav-salt områder.

Typer insulatorsEdit

Dette er den vanlige klasser av isolatorer:

• Pin-isolator Som navnet antyder, den type pin-isolator er montert på en pinne på tvers av armen på polet. Det er en fjær på den øvre enden av isolatoren. Dirigent passerer gjennom dette sporet, og er knyttet til isolator med vanlig tråd av samme materiale som dirigent. Type Pin-isolatorer er brukt for overføring og distribusjon av kommunikasjon og elektrisk energi med spenning opp til 33 kV., Isolatorer laget for å operere spenninger mellom 33 kV og 69 kV har en tendens til å være veldig store, og har blitt uøkonomisk i de siste årene.
• Post isolator – En type isolasjon i 1930-årene som er mer kompakt enn tradisjonelle pin-type isolatorer og som har raskt erstattet mange pin-type isolatorer på linjer opp til 69 kV og i noen konfigurasjoner, kan være laget for bruk på opp til 115 kV.,
• Suspensjon isolator – For spenninger større enn 33 kV, det er en vanlig praksis å bruke suspensjon typen isolatorer, som består av et antall av glass eller porselen plater som er koblet i serie med metall lenker i form av en streng. Dirigent er suspendert på den nederste enden av denne strengen mens den øverste enden er festet til korset-arm av tårnet. Antall plate enheter som brukes, avhenger av spenning.
• Belastning isolator – En blindvei eller anker stang eller tårnet brukes der hvor en rett delen av linje avsluttes, eller vinkler av i en annen retning., Disse stengene må tåle den laterale (horisontal) spenning av den lange rette delen av ledningen. For å støtte denne sideveis belastning, belastning isolatorer er brukt. For lav spenning linjer (mindre enn 11 kV), sjakkel isolatorer er brukt som belastning isolatorer. Imidlertid, for høy spenning overføringslinjer, strenger av cap-and-pin-koden (suspensjon) isolatorer er brukt, festet til crossarm i horisontal retning. Når spenningen legg i linjer er meget høyt, for eksempel ved lange elven strekker seg over to eller flere strenger er brukt i parallell.,
• Sjakkel isolator I tidlige dager, sjakkel isolatorer ble brukt som belastning isolatorer. Men nowaday, de er ofte brukt for lav spenning distribusjon linjer. Slike isolatorer kan brukes enten horisontalt eller vertikalt. De kan være direkte fast til stolpen med en bolt eller til korset arm.
• Hylse – gjør det mulig for en eller flere ledere som kan passere gjennom en partisjon for eksempel en vegg eller en tank, og isolerer lederne fra det.,
• Line post isolator
• Kanal post isolator
• Cut-out

Suspensjon insulatorsEdit

Typisk antall plate isolator enheter for standard spenning

Line spenning (kV)	– Plater
34.,4
600	44
750	59
765	60

Pin-type insulators are unsuitable for voltages greater than about 69 kV line-to-line., Høyere overføring spenninger bruk suspensjon isolator strenger, som kan være laget for alle praktiske overføring spenning ved å legge til isolator elementer til strengen.

Høyere spenning overføringslinjer vanligvis bruker modulære suspensjon isolator design. Ledningene er suspendert fra en ‘string’ av identiske plate-formet isolatorer, som festes til hverandre med metall clevis pin-eller ball-og-socket lenker. Fordelen med denne konstruksjonen er at isolator strenger med forskjellige sammenbrudd spenning, for bruk med annen spenning, kan være konstruert ved hjelp av ulike tall av de grunnleggende enheter., Også, hvis en av isolatoren enheter i strengen bryter, kan den bli erstattet uten å forkaste hele strengen.

Hver enhet er konstruert av en keramikk eller glass plate med en metall cap og pin-sementert til motsatte sider. For å gjøre defekte enheter åpenbare, glass-enheter er utformet slik at en overspenning fører til en punktering arc gjennom glass i stedet for et overslag. Glasset er varmebehandlet, så det knuser, noe som gjør den skadede enhet synlig. Men den mekaniske styrken av enheten er uendret, slik at isolatoren string henger sammen.,

Standard fjæring plate isolator enheter er 25 centimeter (9.8 i) i diameter og 15 cm (6 tommer) lang, kan støtte en last av 80-120 kN (18-27 klbf), har en tørr overslag spenning på om 72 kV, og er vurdert på en driftsspenning på 10-12 kV. Imidlertid overslag spenning på en streng som er mindre enn summen av sine enkelte plater, fordi det elektriske feltet er ikke fordelt jevnt over hele strengen, men er sterkest på platen nærmeste til dirigenten, som blinker over først., Metall gradering ringene er noen ganger lagt rundt platen på høy spenning på slutten, for å redusere det elektriske feltet over at disken og forbedre overslag spenning.

I svært høy spenning linjer isolatoren kan være omgitt av corona ringer. Disse typisk bestå av toruses av aluminium (oftest) eller kobberrør er koblet til linjen. De er designet for å redusere det elektriske feltet på det punktet der isolatoren er koblet til linjen, for å hindre corona discharge, noe som resulterer i en strøm tap.,

HistoryEdit

Den første elektriske systemer for å gjøre bruk av isolatorer var telegraflinjer; direkte tilkobling av ledninger til trestolper ble funnet å gi dårlige resultater, spesielt i fuktig vær.

første glasset isolatorer brukes i store mengder hadde en uten gjenger hullet., Disse biter av glass var plassert på en konisk tre pinne, vertikalt strekker seg oppover fra polpunktet er crossarm (ofte bare to isolatorer til en påle og kanskje en på toppen av stangen i seg selv). Naturlig sammentrekning og utvidelse av kablene som er knyttet til disse «threadless isolatorer» resulterte i isolatorer unseating fra deres pins, krever manuell flytte.,

Blant de første til å produsere keramiske isolatorer var selskaper i Storbritannia, med Stive og Doulton ved hjelp av steintøy fra midten av 1840-årene, Joseph Bourne (senere omdøpt Denby) å produsere dem fra rundt 1860 og Bullers fra 1868. Utility patent number 48,906 ble gitt til Louis A. Cauvet på 25 juli 1865 for en prosess for å produsere isolatorer med en gjenget pinhole: pin-type isolatorer fortsatt har gjengede hull.

oppfinnelsen av suspensjon-type isolatorer laget av høy-spenning kraftoverføring mulig., Som overføring spenning kommet og gått på 60 000 volt, og isolatorer nødvendig blitt veldig store og tunge, med isolatorer laget for en sikkerhetsmargin på 88,000 volt være om den praktiske grensen for produksjon og installasjon. Suspensjon isolatorer, på den annen side, kan være koblet til strenger så lenge det er behov for lines spenning.

Et stort utvalg av telefon, telegraf og elektriske isolatorer har blitt gjort, og noen mennesker samle dem, både for deres historisk interesse, og for den estetiske kvaliteten av mange isolator design og utførelser., En samlere organisasjon er det AMERIKANSKE National Isolator Association, som har over 9000 medlemmer.