Elektrischer Isolator

Elektrische Isolatoren sind ein wichtiger Bestandteil elektrischer Systeme, um einen unerwünschten Stromfluss von ihren Stützpunkten zur Erde zu verhindern. Isolatoren bestehen aus Isoliermaterialien wie Porzellan, Glas, Silikonkautschuk usw. Sie sind so isoliert, dass kein Strom durch sie fließen kann.

Stromleitungsisolatoren sind für Freileitungen sehr wichtig, sie dienen zur Unterstützung der Leiter der Übertragungsleitung und zur Bereitstellung von Anweisungen für den Turmkörper, sie sind mit elektrischen Leitern verbunden, ohne dass selbst Strom durch sie hindurchgeht.

Es gibt drei Arten von Isolatoren, die sich nach ihrem Isoliermaterial unterscheiden: Keramikisolator: aus Porzellan, Glasisolator: aus Glas und Verbundisolator: aus Silikonkautschuk.

Zu den Rax Industry-Isolatoren gehören Stiftisolatoren, Aufhängungsisolatoren, Dehnungsisolatoren, Spulenisolatoren, Stützisolatoren usw.

Stromleitungsisolatoren: 7 Tipps, die Sie vor der Auswahl kennen sollten

Kapitel 1: Was ist ein elektrischer Isolator?

Isolatoren dienen dazu, Leitungsdrähte elektrisch voneinander und von der tragenden Struktur zu trennen. Die Permittivität und Durchschlagsfestigkeit des Isoliermaterials sind sehr hoch, sodass es hohen elektrischen Belastungen standhält.

Freileitungen werden immer von Isolatoren getragen, die an ihren Stützmasten und -türmen montiert sind.
Isolatoren sollten folgende Eigenschaften haben:

  • hohe mechanische Festigkeit, um der Leiterlast, Windlast usw. standzuhalten.
  • hoher elektrischer Widerstand, um die Leckströme zu minimieren
  • hohe relative Permeabilität des Isoliermaterials, so dass die Durchschlagsfestigkeit hoch ist
  • hohes Verhältnis von Durchschlagfestigkeit zu Überschlag

Kapitel 2: Isoliermaterial

(a) Porzellanisolator

Spannungsisolator

Porzellanisolator

Das am häufigsten verwendete Material für Freileitungen ist Porzellan. Porzellan ist ein keramisches Material. Es wird durch Brennen einer Mischung aus Kaolin, Feldspat und Quarz bei hohen Temperaturen hergestellt.

Die Metallteile im Isolator bestehen aus verzinktem Temperguss. Dieser ist mechanisch belastbarer als Glas, verursacht weniger Leckagen und ist weniger anfällig für Temperaturschwankungen.

Vorteil von Porzellanisolator

Umweltfreundlich. Der Porzellanisolator ist bei seiner Entsorgung kein gefährlicher Abfall

Bietet eine längere Lebensdauer im Hinblick auf die Belastung durch elektrische Ladungen

Im trockenen Zustand hat das elektrische Isoliermaterial bessere elektrische Eigenschaften als das Polymer

Höhere Beständigkeit gegen Oberflächenzersetzung

Resistent gegen Nagetiere, Termiten, Vögel und andere Tiere, die die Integrität beeinträchtigen können

Geeignet für extrem heiße/kalte Umgebungswechsel

(b) Glasisolator

Glas-Hängeisolator-String

Glasisolatorschnur

Glas wird häufig als Isoliermaterial verwendet. Durch Tempern wird das Glas widerstandsfähiger gemacht.

Glasisolatoren haben folgende Vorteile:

Hohe Durchschlagfestigkeit von ca. 140 KV pro cm Materialdicke.

Hoher spezifischer Widerstand.

Niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient.

Höhere Druckfestigkeit als Porzellanisolatoren.

Da es transparent ist, können Fließverunreinigungen, Luftblasen, Risse, Verunreinigungen usw. leicht erkannt werden.

(c) VerbundisolatorVerbundisolator (2)

Verbundisolator

Verbundpolymerisolatoren bestehen aus zwei Isolierteilen, nämlich einem Glasfaserkern und einem Metallkern mit metallischen Endbeschlägen.

Vorteil des Polymerisolators

Kleines Volumen und geringes Gewicht, einfach zu installieren und zu transportieren

Bessere Leistung in stark verschmutzten Bereichen

Konstante mechanische und elektrische Leistung über die gesamte Lebensdauer

Ausgezeichnete Schlagfestigkeit

Gute Beständigkeit gegen Verschmutzung und Überschlag

Gute Stoßfestigkeit und Kollisionsbeständigkeit

Gute Leistung von hydrophoben

Austauschbarkeit – kann vorhandene Porzellanisolatoren problemlos ersetzen

Wie wählt man das Isoliermaterial aus?

Jedes Material hat seine Vor- und Nachteile, daher hängt die Auswahl des Isoliermaterials von seinen Eigenschaften und den Anforderungen der Kunden ab.

Porzellan ist schwerer als andere Materialien und lässt sich nur schwer transportieren und installieren. Es ist jedoch kostengünstig und langlebig. Silikonkautschukisolatoren sind leicht zu installieren, weisen eine hervorragende Schadstoffbeständigkeit auf und verfügen über hervorragende mechanische Eigenschaften. Sie sind witterungsbeständig, vandalismusresistent und widerstandsfähig gegen Beschädigungen. Glasisolatoren weisen eine höhere Festigkeit auf.

Kapitel 3: Isolatortypen

Die Grundfunktionen von Isolatoren bestehen darin, Leiter zu isolieren, zu stützen und zu fixieren. Jeder Isolatortyp hat zudem unterschiedliche Funktionen für unterschiedliche Betriebsbedingungen.

Je nach Funktion: Es gibt mehr als 5 Typen: Stiftisolator, Aufhängungsisolator, Dehnungsisolator, Spulenisolator, Strebenisolator usw.

(a) Stiftisolator

33KV Stifttyp Porzellanisolator (5)

33-kV-Porzellan-Isolator mit Stift

Stiftisolatoren werden an bestimmten Stellen eingesetzt, z. B. an Abschnitten für die Führung von Brücken usw. Stiftisolatoren werden gemäß IEC 62223 oder gleichwertig geliefert.

Stiftisolatoren werden auf eine Schraube geschraubt. Die Isolatoren verfügen über Hälse, die sich zur Befestigung von Leitern mit Bindedraht oder vorgeformten Armaturen eignen.

Darüber hinaus gelten folgende Mindesteigenschaften:

EigenschaftenEinheitWert
SystemspannungkV33
AuslegerstärkekN10
Nenndurchmessermm315
Nennhöhemm240
Minimale nominelle Kriechstreckemm1120
Blitzschlagfestigkeit (1,2/50 ms)kV170
Min. Netzfrequenz Überschlagspannung NasskV70

Eine Art von Jingyong-Stiftisolator

Jeder Isolator wird komplett mit einem feuerverzinkten geschmiedeten Stahlstift geliefert, komplett mit Mutter, Kontermutter und Federscheibe gemäß BS 3288 Pt 2, großer Stahl.

Die Mindestbruchlast der Linienstifte beträgt 10 kN.

Die Mindestbruchlast der Führungsstifte beträgt 0,7 kN.

Die maximale mechanische Festigkeit der Stiftisolatorbaugruppe entspricht der oben genannten Auslegerfestigkeit.

(b) Leitungsstützisolator

Spannisolatorkette (2)

Verbundleitungsstützisolatoren

Die Leitungsstützisolatoren bieten einem stromführenden Teil, das von Erde oder einem anderen stromführenden Teil isoliert werden soll, eine stabile Stütze. Diese Isolatoren bestehen aus einem tragenden Vollkern, einem Gehäuse und daran befestigten Endstücken. Sie sind Quer-, Zug- und Druckbelastungen ausgesetzt. Dies entspricht IEC 62223 oder einer gleichwertigen Norm.

EigenschaftenEinheitWert
SystemspannungkV33
AuslegerstärkekN20
Nominalmm240
Minimale nominelle Kriechstreckemm1200
Min. Stehfrequenzspannung nass (1 Min.)kV95

Ein Typ von Rax Industry-Leitungsstützisolator

(C) Dehnungsisolator (Aufhängungsisolator)

Hängeisolatorkette (3)

Aufhängungsisolator

„Hängeisolator“ und „Zugisolierer“ sind dasselbe. Bei Verwendung in vertikaler Position (mit dem Leiter unten hängend) werden sie als „Hängeisolator“ bezeichnet. Bei horizontaler Verwendung, um einen Leiter abzuschließen, werden sie als „Zugisolierer“ bezeichnet.

Dehnungsisolator

  • String-Isolatoren
    • Strangglasisolatoren werden gemäß IEC 62223 (oder einer gleichwertigen Alternative) geliefert.
    • Jede 33-kV-Endverschlussbaugruppe besteht aus drei Spannscheibenisolatoren, Kugelgelenkkupplungen (16 mm gemäß IEC 120) und einer für vorgefertigte Endverschlüsse geeigneten Leiterkausche.
    • Jede Isolatorkette wird mit einer Querarmbefestigung bestehend aus Abschlussbändern, Kugelhaken zur Querarmbefestigung und Hülsenkausche für Leiterabschlüsse geliefert.
  • Verbundpolymerisolatoren

Der für Dehnungsstrukturen verwendete Polymer-Dehnungsisolator der Klasse A mit einer Nennspannung von 33 kV aus Verbundwerkstoff entspricht der Norm IEC 62223. Die folgende Tabelle zeigt die Anforderungen:

 

EigenschaftenEinheitWert
NennsystemspannungkV33
TrockenüberschlagspannungkV120
NassüberschlagspannungkV70
MindestzugbruchlastkN40
Stoßspannungsfestigkeit (+)kV200
Stoßspannungsfestigkeit (-)kV210
Kriechstreckemm1080

Ein Typ von Rax Industry-Dehnungsisolator

Die Mindestbruchlast von Leitungsisolatoren beträgt 40 kN.

(d) Spulenisolator (Schäkelisolator)

Spulenisolator

Spulenisolator

Rax Industry Spulenisolator wird auch als Spulenisolator oder Schäkelisolator bezeichnet. Spulenisolatoren werden üblicherweise in Niederspannungsverteilungsnetzen sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Position verwendet.

Der Spulenisolator Rax Industry ist für die Montage mit dem sekundäre Gabel. Der Spulenisolator Rax Industry besteht aus Porzellan.

Es gibt weiße und braune Porzellanisolatoren. Rax Industry-Spulenisolatoren sind allesamt kleine Porzellanisolatoren, die für die Sekundärgabel geeignet sind.

(e) Stützisolator

Bleiben Sie Isolator

Bleiben Sie Isolator

Rax Industry Stützisolator wird auch als Stützisolator bezeichnet. Der Stützisolator dient zur Befestigung und zum Gegengewicht des toten Endmastes durch Verbindung mit Abspanndraht oder Kerl Griff.

Um das Herunterfallen von Endmasten oder Endleitungen zu verhindern, sollten geeignete Typen von Abspannisolatoren und Mastleitungsbeschlägen ausgewählt werden. Rax Industry-Abspannisolatoren haben die Funktion, eine unbeabsichtigte elektrische Leitung auf dem Abspanndraht zu verhindern.

Wie funktionieren Stützisolatoren:

Stützisolator

Stützisolator

Im Körper des Abspannisolators befinden sich zwei Löcher. Die beiden Abspannklemmen verlaufen von der Öffnung in die entgegengesetzte Richtung. Die Abspannklemme umschließt den Abspanndraht und stellt so die Verbindung her.

Für unterschiedliche Märkte gibt es unterschiedliche Anschlussmöglichkeiten. Wir können die Isolatoranschlüsse auf Grundlage der Entwürfe und Zeichnungen des Kunden entwerfen.

Je nach Spannung gibt es 11-kV-Stehisolatoren und 33-kV-Stehisolatoren. 11-kV-Stehisolatoren werden im 11-kV-Freileitungsnetz des Stromnetzes verwendet.

Der Stützisolator Rax Industry besteht aus glasiertem Porzellan gemäß BS137 und ist für den Betrieb im Freien geeignet.

Kapitel 4: Isolatorspannung

Die Isolatorspannung reicht von 400 V bis 1000 kV und kann je nach Spannungsstufe in Niederspannung, Mittelspannung, Hochspannung, Höchstspannung und Höchstspannung unterteilt werden. Je nach Anwendung kann die Isolatorspannung in Verteilung, Übertragung und Umspannwerk unterteilt werden.

 

Niederspannung (LV)400 V, 1 kV
Mittelspannung (MV)6 kV, 10 kV, 11 kV, 12 kV, 15 kV, 20 kV, 22 kV, 24 kV, 25 kV, 28 kV, 30 kV, 33 kV, 35 kV, 36 kV
Hochspannung (HV)45 kV, 55 kV, 66 kV, 69 kV, 88 kV, 110 kV, 115 kV, 132 kV, 220 kV
Ultrahochspannung (UHV)300 kV, 330 kV, 400 kV, 500 kV, 800 kV
Höchstspannung (EHV)1000 kV, über 1000 kV

Gängige Isolatorspannungswerte

Isolatorspannung der Verteilungsleitung400 V ~ 36 kV
Isolatorspannung der Übertragungsleitung66 kV bis 1000 kV
Isolatorspannung im Umspannwerk15 kV ~ 1000 kV

Isolatorspannung für Stromleitungen oder Umspannwerke

Die Nennspannung des Isolators hängt von der Systemspannung der Stromleitungen oder Umspannwerke ab und sollte höher sein als die Systemspannung. Um den unterschiedlichen Spannungsniveaus gerecht zu werden, kann ein Isolator gemäß den entsprechenden Normen in unterschiedlichen Formen und Längen ausgeführt werden.

Niederspannungsisolatoren sind eine spezielle Art von Isolatoren, die normalerweise in Stromverteilungsleitungen verwendet werden.

Hochspannungsisolatoren sind ein spezieller Typ, der normalerweise in Stromübertragungs- und -verteilungsleitungen verwendet wird.

Die gelieferten und installierten Isolatoren (Spannung über 1000 V) entsprechen den folgenden Normen:

IEC 61109Verbundisolatoren für Wechselstrom-Freileitungen mit Nennspannungen über 1.000 V: Definitionen, Prüfverfahren und Abnahmekriterien.
BS 3288-2Isolator- und Leitergarnituren für Freileitungen; Teil 2: Spezifikationen für eine Reihe von Garnituren.
IEC: 60060Hochspannungsprüfverfahren – Teil 1: Allgemeine Definitionen und Verfahren
IEC: 60071-1Dämmkoordination – Teil 1: Begriffe, Definitionen, Grundsätze und Regeln.
IEC: 60168Prüfungen an Innen- und Außenstützisolatoren aus Keramik oder Glas für Anlagen mit Nennspannungen größer 1.000V.
IEC: 60433Eigenschaften von String-Isolatoreinheiten des Langstabtyps
IEC: 60273Eigenschaften von Innen- und Außenstützisolatoren für Anlagen mit Nennspannungen größer 1.000 V.
IEC: 60720Eigenschaften von Leitungsstützisolatoren
IEC: 60383Prüfung an Isolatoren aus Keramik oder Glas für Freileitungen mit einer Nennspannung größer 1.000V
IEC: 60383-1Isolatoren für Freileitungen mit Nennspannungen über 1.000 V; Teil I: Keramik- oder Glasisolatoreinheiten für Wechselstromsysteme – Definitionen, Prüfverfahren und Abnahmekriterien.
IEC: 60383-1Isolatoren für Freileitungen mit Nennspannungen über 1.000 V; Teil 2: Isolatorketten und Isolatorsätze für Wechselstromsysteme – Definitionen, Prüfverfahren und Abnahmekriterien.
IEC: 60437Methoden zur Prüfung auf Funkstörungen (RI) an Hochspannungsisolatoren
IEC: 60471Abmessungen der Gabel- und Zungenkupplungen von Strangisolatoreinheiten

Kapitel 5: Der wichtige Herstellungsprozess in Rax Industry

  • Markierungen

Jede Strangisolatoreinheit oder jeder starre Isolator kann mit dem Namen oder der Marke des Kunden, dem Isolatortyp und dem Herstellungsjahr gekennzeichnet werden. Zusätzlich muss jede Strangisolatoreinheit mit der angegebenen elektromechanischen oder mechanischen Bruchlast gekennzeichnet sein. Diese Kennzeichnungen müssen lesbar und unauslöschlich sein.

  • Zweite Auswahl vor dem Verpacken

Kapitel 6:Inspektion und Prüfung

Prüfung von Isolatoren und Hardware

Prüfung von Glasisolatorketten

Die Prüfungen erfolgen gemäß den einschlägigen IEC-Normen, ergänzt durch die unten aufgeführten spezifischen Anforderungen. Diese können auch vom Kunden bereitgestellt werden.

Wenn keine IEC-Empfehlungen vorliegen, entsprechen die Prüfungen zumindest den Bedingungen, Bestimmungen und Definitionen der oben genannten Normen.

Die Tests sind in folgende Kategorien unterteilt:

Routinetests:

  • Visuelle Prüfung und Kontrolle auf Übereinstimmung mit den hier aufgeführten Spezifikationen und den vorgesehenen Mengen.
  • Mechanische Routineprüfungen (nur Stringisolatoren).
  • Elektrische Routineprüfungen.

Beispieltests:

Die Prüfungen werden an Isolatoren durchgeführt, die stichprobenartig aus den zur Prüfung angebotenen Chargen entnommen werden. Die Anzahl der Proben entspricht der IEC 62223, mindestens jedoch fünf Stück. Die Proben werden nach Durchführung der Routineprüfungen in der gleichen Reihenfolge folgenden Prüfungen unterzogen:

  • Überprüfung der Abmessungen
  • Temperaturzyklustest
  • Elektromechanischer oder mechanischer Bruchlasttest je nach Isolatortyp, einschließlich thermisch-mechanischer Leistungsprüfung nach IEC 575.
  • Durchstoßtest
  • Porositätstest
  • Verzinkungstest

Sollte eine Einheit einen der Stichprobentests nicht bestehen, wird eine weitere, doppelt so große Menge einer erneuten Prüfung unterzogen.

Sollten zwei oder mehr Isolatoren oder Metallteile einen der Stichprobentests nicht bestehen oder sollte bei den erneut zu prüfenden Isolatoren oder Metallteilen ein Fehler auftreten, gilt die gesamte Charge als nicht spezifikationskonform und wird zurückgewiesen.

Typprüfungen:

Rax Industry wird in seine Angebote Prüfzertifikate aufnehmen, darunter thermomechanische Leistungstests, die gemäß IEC 575 durchgeführt werden.

Der Kundenvertreter kann auch bei der Durchführung von Typprüfungen im Werk von Rax Industry anwesend sein und als Zeuge auftreten. Solche Prüfungen können nach Ermessen des Kundenvertreters an Stichproben durchgeführt werden.

Wenn solche Tests erforderlich sind, umfassen sie Folgendes:

  • Trockener Blitzstoßspannungstest hält stand.
  • Nassstromfrequenz hält Spannungstest stand.

Als Isolierung wird ein Isoliermaterial bezeichnet, das in großen Mengen zum Umwickeln von Elektrokabeln oder anderen Geräten verwendet wird.

Häufig gestellte Fragen (FAQs)

Was ist ein elektrischer Isolator?

Ein Isolator ist eine wichtige Komponente in elektrischen Systemen, die einen unerwünschten Stromfluss von den Befestigungspunkten zur Erde verhindert.

Isolatoren bestehen aus Isoliermaterialien wie Porzellan, Glas oder Silikonkautschuk und sind so isoliert, dass kein Strom durch sie hindurchfließen kann.

Wie viele Arten von Isolatoren gibt es?

Je nach Funktion gibt es mehr als 5 Typen:

  • Stiftisolator
  • Aufhängungsisolator
  • Dehnungsisolator
  • Spulenisolator
  • Bleiben Sie Isolator, und so weiter

Je nach Spannung:

  • 5 Klassen gängiger Isolatorspannungswerte: Niederspannung (LV), Mittelspannung (MV), Hochspannung (HV), Ultrahochspannung (UHV), Höchstspannung (EHV).
  • 3 Stufen der Isolatorspannung für Stromleitungen oder Umspannwerke: Isolatorspannung für Verteilungsleitungen, Isolatorspannung für Übertragungsleitungen, Isolatorspannung für Umspannwerke

Welche Tests sollten mit Isolatoren durchgeführt werden?

  1. Routineprüfungen: Elektrische Routineprüfungen, Mechanische Routineprüfungen, Sichtprüfung und Kontrolle auf Konformität.
  2. Bei Stichprobenprüfungen werden zufällig aus Chargen entnommene Isolatoren einer Maßprüfung, einem Temperaturzyklustest, einem mechanischen Bruchlasttest usw. unterzogen.
  3. Typprüfungen, thermomechanische Leistungstests werden gemäß IEC 575 durchgeführt: Blitzstoßspannungsprüfung im trockenen Zustand und Wechselspannungsprüfung im nassen Zustand.

Alle Prüfungen erfolgen nach den einschlägigen IEC-Normen, ergänzt um die spezifischen Anforderungen.

Wie wählt man zuverlässige Isolatorhersteller aus?

Hersteller und Lieferant sollten über ausreichende Ressourcen und Kapazitäten verfügen, um die besten Isolatoren für Freileitungen zu liefern.

Überprüfen Sie, was andere über die Isolatoren eines bestimmten Herstellers sagen. Dies ist möglich, indem Sie die Isolator-Bewertungen lesen.

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