elektriciteitsleidingen ondersteund door keramische isolatoren van het type pin in California, USA
10 kV keramische isolator, met schuurtjes
bovengrondse geleiders voor hoogspanningstransmissie zijn kaal en worden geïsoleerd door de omringende lucht. Geleiders voor lagere spanningen in de distributie kunnen enige isolatie hebben, maar zijn vaak ook kaal., Isolerende steunen genoemd isolatoren zijn vereist op de punten waar ze worden ondersteund door nutspalen of transmissietorens. Isolatoren zijn ook vereist wanneer de draad gebouwen of elektrische apparaten, zoals transformatoren of stroomonderbrekers, binnenkomt om de draad van de behuizing te isoleren. Deze holle isolatoren met een geleider erin worden bussen genoemd.
MaterialEdit
isolatoren die worden gebruikt voor hoogspanningsoverbrenging zijn gemaakt van glas, porselein of composietpolymeermaterialen., Porseleinen isolatoren zijn gemaakt van klei, kwarts of aluminiumoxide en veldspaat, en zijn bedekt met een glad glazuur om water af te werpen. Isolatoren gemaakt van porselein rijk aan aluminiumoxide worden gebruikt waar hoge mechanische sterkte een criterium is. Porselein heeft een diëlektrische sterkte van ongeveer 4-10 kV / mm. Glas heeft een hogere diëlektrische sterkte, maar het trekt condensatie aan en de dikke onregelmatige vormen die nodig zijn voor isolatoren zijn moeilijk te gieten zonder interne spanningen. Sommige fabrikanten van isolatoren stopten met het maken van glasisolatoren in de late jaren 1960, overschakelen op keramische materialen.,
onlangs zijn sommige elektrische nutsbedrijven begonnen met de omzetting naar polymeercomposietmaterialen voor sommige soorten isolatoren. Deze zijn meestal samengesteld uit een centrale staaf gemaakt van vezelversterkte kunststof en een buitenste weershek gemaakt van siliconenrubber of ethyleen propyleen dieen monomeer rubber (EPDM). Composiet isolatoren zijn minder duur, lichter in gewicht, en hebben een uitstekende hydrofobe vermogen. Deze combinatie maakt ze ideaal voor onderhoud in vervuilde gebieden. Deze materialen hebben echter nog niet de bewezen lange levensduur van glas en porselein.,
DesignEdit
hoogspanningskeramische bus tijdens de fabricage, vóór beglazing (1977)
De elektrische afbraak van een isolator als gevolg van te hoge spanning kan op twee manieren plaatsvinden:
- een lekboog is een afbraak en geleiding van het materiaal van de isolator, waardoor een elektrische boog door het interieur van de isolator. De warmte als gevolg van de boog meestal schade aan de isolator onherstelbaar., Punctiespanning is de spanning over de isolator (wanneer geïnstalleerd op de normale manier) die een punctieboog veroorzaakt.
- een vlamboog is een afbraak en geleiding van de lucht rond of langs het oppervlak van de isolator, waardoor een boog ontstaat langs de buitenkant van de isolator. Isolatoren zijn meestal ontworpen om flashover te weerstaan zonder schade. Flashover voltage is de spanning die een flashover boog veroorzaakt.
De meeste hoogspanningsisolatoren zijn ontworpen met een lagere overslagspanning dan lekspanning, zodat ze overvlammen voordat ze doorboren, om schade te voorkomen.,
vuil, vervuiling, zout en in het bijzonder water op het oppervlak van een hoogspanningsisolator kunnen een geleidend pad over het oppervlak creëren, waardoor lekstromen en flashovers ontstaan. De vlamspanning kan met meer dan 50% worden verminderd wanneer de isolator nat is. Hoogspanningsisolatoren voor gebruik buitenshuis zijn zo gevormd dat de lengte van het lekpad langs het oppervlak van het ene uiteinde naar het andere wordt gemaximaliseerd, de zogenaamde kruiplengte, om deze lekstromen te minimaliseren. Om dit te bereiken wordt het oppervlak gegoten in een reeks van golfplaten of concentrische schijf vormen., Deze omvatten meestal een of meer schuren; naar beneden gerichte bekervormige oppervlakken die fungeren als paraplu ’s om ervoor te zorgen dat het deel van het weglekpad onder de’ cup ‘ droog blijft bij nat weer. De minimale kruipafstanden zijn 20-25 mm/kV, maar moeten worden verhoogd in gebieden met hoge vervuiling of zeezout in de lucht.
types isolatorbedit
een driefasige isolator die wordt gebruikt op distributielijnen, meestal 13,8 kV van fase tot fase. De lijnen worden gehouden in een ruitpatroon, meerdere isolatoren gebruikt tussen palen.,
Dit zijn de gangbare klassen isolatoren:
- Pin isolator-zoals de naam al doet vermoeden, is de pin type isolator gemonteerd op een pin op de dwarsarm op de paal. Er is een groef aan de bovenkant van de isolator. De geleider gaat door deze groef en is aan de isolator gebonden met gegloeide draad van hetzelfde materiaal als de geleider. Pin type isolatoren worden gebruikt voor de transmissie en distributie van communicatie, en elektrische energie bij spanningen tot 33 kV., Isolatoren voor bedrijfsspanningen tussen 33 kV en 69 kV zijn meestal zeer omvangrijk en zijn de laatste jaren oneconomisch geworden.
- Postisolator-een type isolator in de jaren 1930 dat compacter is dan traditionele pin-isolatoren en dat snel veel pin-isolatoren heeft vervangen op lijnen tot 69 kV en in sommige configuraties, kan worden gemaakt voor gebruik tot 115 kV.,
- Suspensieisolator-bij spanningen groter dan 33 kV is het gebruikelijk om isolatoren van het suspensietype te gebruiken, bestaande uit een aantal schijven van glas of porselein die in serie zijn verbonden door metalen schakels in de vorm van een snaar. De geleider is opgehangen aan het onderste uiteinde van deze snaar, terwijl het bovenste uiteinde is bevestigd aan de dwarsarm van de toren. Het aantal gebruikte schijfeenheden is afhankelijk van de spanning.
- Spanningsisolator-een doodlopende of ankerpaal of toren wordt gebruikt waar een rechte lijn eindigt,of hoeken in een andere richting., Deze palen moeten bestand zijn tegen de zijdelingse (horizontale) spanning van het lange rechte stuk draad. Om deze zijdelingse belasting te ondersteunen, worden isolatoren gebruikt. Voor laagspanningslijnen (minder dan 11 kV) worden beugelisolatoren gebruikt als spanningsisolatoren. Echter, voor hoogspanningstransmissielijnen, strings van cap-en-pin (ophanging) isolatoren worden gebruikt, bevestigd aan de crossarm in een horizontale richting. Wanneer de spanningsbelasting in lijnen buitengewoon hoog is, zoals bij lange rivieroverspanningen, worden twee of meer snaren parallel gebruikt.,
- Shackle isolator – in het begin werden de shackle isolatoren gebruikt als strain isolatoren. Maar tegenwoordig worden ze vaak gebruikt voor laagspanningsdistributielijnen. Dergelijke isolatoren kunnen worden gebruikt in een horizontale positie of in een verticale positie. Ze kunnen direct aan de paal worden bevestigd met een bout of aan de kruisarm.
- bus: hiermee kunnen een of meer geleiders door een scheidingswand, zoals een wand of een tank, gaan en worden de geleiders ervan geïsoleerd.,
- Line post insulator
- Station post insulator
- Cut-out
Suspension insulatorsEdit
| lijnspanning (kv) |
schijven | 34.,4 |
|---|---|
| 600 | 44 |
| 750 | 59 |
| 765 | 60 |
Suspension insulator string (the vertical string of discs) on a 275 kV suspension pylon
Suspended glass disc insulator unit used in suspension insulator strings for high voltage transmission lines
Pin-type insulators are unsuitable for voltages greater than about 69 kV line-to-line., Hogere transmissiespanningen gebruiken ophanging isolator snaren, die kan worden gemaakt voor elke praktische transmissiespanning door het toevoegen van isolator elementen aan de string.
Hogere spanningstransmissielijnen maken meestal gebruik van modulaire suspensieisolatorontwerpen. De draden zijn opgehangen aan een’ koord ‘ van identieke schijfvormige isolatoren die aan elkaar worden bevestigd met een metalen gaffelpen of kogel-en contactdoosverbindingen. Het voordeel van dit ontwerp is dat isolator snaren met verschillende breukspanningen, voor gebruik met verschillende lijnspanningen, kunnen worden geconstrueerd met behulp van verschillende nummers van de basiseenheden., Ook als een van de isolator-eenheden in de string breekt, kan deze worden vervangen zonder de hele string weg te gooien.
elke eenheid is gemaakt van een keramische of glazen schijf met een metalen dop en een pen die aan tegenover elkaar liggende zijden is gecementeerd. Om defecte units duidelijk te maken, zijn glazen units zo ontworpen dat een overspanning een punctieboog door het glas veroorzaakt in plaats van een flashover. Het glas is warmtebehandeld zodat het verbrijzelt, waardoor de beschadigde eenheid zichtbaar is. De mechanische sterkte van de unit is echter onveranderd, zodat de isolatorkoord bij elkaar blijft.,
standaard suspensieschijfisolatoreenheden hebben een diameter van 25 centimeter en een lengte van 15 cm, kunnen een belasting van 80-120 kN (18-27 klbf) dragen, hebben een droge vlamspanning van ongeveer 72 kV en hebben een bedrijfsspanning van 10-12 kV. De overslagspanning van een snaar is echter minder dan de som van de samenstellende schijven, omdat het elektrische veld niet gelijkmatig over de snaar wordt verdeeld, maar het sterkst is op de schijf die het dichtst bij de geleider ligt, die als eerste over de snaar knippert., Metalen sorteringsringen worden soms toegevoegd rond de schijf aan het hoogspanningseinde, om het elektrische veld over die schijf te verminderen en de vlamspanning te verbeteren.
In zeer hoogspanningslijnen kan de isolator door coronaringen zijn omgeven. Deze bestaan meestal uit torussen van aluminium (meestal) of koperen buizen bevestigd aan de lijn. Ze zijn ontworpen om het elektrische veld te verminderen op het punt waar de isolator aan de lijn is bevestigd, om corona-ontlading te voorkomen, wat resulteert in vermogensverlies.,
HistoryEdit
Een recente foto van een route van een open telegraafpaal met porseleinen isolatoren. Quidenham, Norfolk, Verenigd Koninkrijk de eerste elektrische systemen die gebruik maakten van isolatoren waren telegraaflijnen; de directe bevestiging van draden aan houten palen bleek zeer slechte resultaten te geven, vooral bij vochtig weer.
de eerste glasisolatoren die in grote hoeveelheden werden gebruikt, hadden een gaatje zonder schroefdraad., Deze stukken glas werden geplaatst op een taps toelopende houten pin, verticaal uit te breiden naar boven van de paal crossarm (meestal slechts twee isolatoren aan een paal en misschien een op de top van de paal zelf). Natuurlijke samentrekking en uitzetting van de draden gebonden aan deze “draadloze isolatoren” resulteerde in isolatoren los van hun pennen, waarbij handmatige herseating.,onder de eersten die keramische isolatoren produceerden waren bedrijven in het Verenigd Koninkrijk, met Stiff en Doulton die vanaf het midden van de jaren 1840 stoneware gebruikten, Joseph Bourne (later Denby genoemd) die ze rond 1860 produceerde en Bullers vanaf 1868. Patentnummer 48.906 werd op 25 juli 1865 verleend aan Louis A. Cauvet voor een proces om isolatoren te produceren met een draadgat: isolatoren van het type pin hebben nog steeds schroefgaten.
De uitvinding van ophangingsisolatoren maakte hoogspanningsoverbrenging mogelijk., Aangezien de transmissielijnspanningen 60.000 volt bereikten en passeerden, worden de benodigde isolatoren zeer groot en zwaar, met isolatoren gemaakt voor een veiligheidsmarge van 88.000 volt zijn ongeveer de praktische limiet voor productie en installatie. Schorsing isolatoren, aan de andere kant, kunnen worden aangesloten in snaren zo lang als nodig is voor de spanning van de lijn.
Er is een grote verscheidenheid aan telefoon -, Telegraaf-en stroomisolatoren gemaakt; sommige mensen verzamelen ze, zowel vanwege hun historische belang als vanwege de esthetische kwaliteit van vele isolatorontwerpen en-afwerkingen., Een verzamelaarsorganisatie is de Amerikaanse National Insulator Association, die meer dan 9.000 leden telt.
Geef een reactie