Der komplette Leitfaden für Isolator-Strings

Lassen Sie uns nun die Konstruktion der Isolatorketteninstallation erklären.

Kapitel 1 – Arten von Isolatorketten

Entsprechend den unterschiedlichen Anschlussmöglichkeiten gibt es vier Arten von Isolatorketten: Einzelspannkette, Doppelspannkette, Einzelhängekette und Doppelhängekette.

einzelne Spannungssaite

einzelne Aufhängeschnur

doppelte Aufhängeschnur

Kapitel 2 – Komponenten der Isolatorkette

• Isolatoren und Isolatorsätze

Für die äußeren Phasen wird ein einzelner „I“-Verbundisolator vom Typ Langstab mit ausreichender mechanischer Belastbarkeit verwendet, für die mittlere Phase ein „V“-Isolatorsatz.

Der Mindestkriechweg bezieht sich auf die höchste Systemspannung (Phase zu Erde), USCD gemäß IEC 60815.

Die Länge des Isolatorstrangs ist ausreichend, um die erforderliche elektrische Leistung hinsichtlich spezifischer Kriechwege und der erforderlichen Mindestspannungen zu gewährleisten. Dies wird durch Tests an kompletten Isolatorsätzen bestätigt, da die Isolatorsatzbeschläge zur Gesamtleistung beitragen.

Alle Isolatorensätze sind mit den notwendigen Störlichtbogenschutzeinrichtungen ausgestattet, um die Funk- und Fernsehgeräusche so gering wie möglich zu halten. Unter Standardlaborbedingungen ist ein Geräuschpegel von weniger als 50 dB über 1 PV gewährleistet. Dies wird durch Prüfungen nach den genannten Normen nachgewiesen.

Alle Isolatorsätze sind für einphasige Fehlerströme ausgelegt. Die Verriegelungsvorrichtungen für die Isolatoreinheiten selbst und die zugehörigen Kugelgelenke bestehen aus rostfreiem Stahl und entsprechen den IEC 60372Die Konstruktion ermöglicht ein einfaches Entfernen und Auswechseln von Isolatoreinheiten oder Armaturen, ohne dass der Isolatorsatz von den Querträgern abmontiert werden muss. Die Verriegelungsvorrichtungen können sich in ihrer Position nicht drehen.

Der Doppelhängeisolatorsatz wird für Kreuzungen von Hauptstraßen, Eisenbahnen, schiffbaren Wasserstraßen und anderen Freileitungen verwendet. Doppelspannsätze werden standardmäßig an Abspannmasten verwendet.

• Verbundisolatoreinheiten

Verbundisolator

Die Isolatoreinheiten bestehen aus einem Verbundisolator in Langstabbauweise mit einem glasfaserverstärkten Epoxidstabkern mit einem Gehäuse aus hochtemperaturvulkanisiertem Silikonkautschuk und Gabelkopfkappen.

Design von Verbundisolatoreinheiten

Die Isolatoren sind lang genug, um die erforderliche elektrische Leistung in einer einzigen Einheit zu gewährleisten. Die Inline-Kopplung zweier oder mehrerer Einheiten ist gefährlich.

Der Kern besteht aus einem Epoxidharzstab mit axialer Glasfaserverstärkung hoher Festigkeit (faserverstärkter Kunststoffstab). Die Grenzfläche zwischen Stab und Gehäuse muss so beschaffen sein, dass Sprödbruch vermieden wird, d. h. hohe elektrische Festigkeit und entsprechende Säurebeständigkeit sind erforderlich. Daher werden für den Kern E-CR-Glasfasern verwendet.

Der Kern des Verbundisolators ist durch ein Silikonkautschukgehäuse vor Umwelteinflüssen geschützt. Die Dicke des den Stab umhüllenden Silikonkautschuks beträgt mindestens 3 mm. Das Gehäuse ist perfekt (chemisch) mit dem Kern verbunden. Die chemische Bindung zwischen Kern und Gehäuse ist stärker als die Reißfestigkeit des Gehäusematerials.

Rax Industry verfügt über nachweisliche Erfahrung bei der Verwendung zerstörungsfreier Verfahren (NDT) zur Überprüfung der Qualität der Schnittstelle zwischen Kern und Gehäuse.

Der Silikonkautschuk kann direkt auf den Kern aufgespritzt werden. Um eine hervorragende Verschmutzungs- und Kriechstromfestigkeit (Mindestklasse 1A 3,5 gemäß IEC 60587) wird hochtemperaturvulkanisierender (HTV) Silikonkautschuk mit einer entsprechenden Menge Aluminiumtrihydrat (ATH) verwendet. Das Material ist blaugrau und beständig gegen die im Sonnenspektrum am Boden vorhandene ultraviolette Strahlung. Für die Konstruktion von Schuppenprofilen IEC 60815 angewendet wird.

Die Metallendbeschläge sind aus geschmiedetem Stahl gefertigt und feuerverzinkt entsprechend ISO 1461. Die Beschläge werden durch ein Kompressionsverfahren an der Stange befestigt, wodurch die einzelnen Fasern der Stange in keiner Weise beschädigt werden. Die Beschlagkonfigurationen richten sich nach dem tatsächlichen Bedarf (z. B. Kugelgelenk- oder Gabelgelenkverbindung) und entsprechen den Standardanforderungen.

Der Spalt zwischen Armatur und Kerngehäuse ist dauerhaft gegen das Eindringen von Feuchtigkeit abgedichtet. Eine Abdichtung durch reine Kompression gilt nicht als dauerhaft wasserdicht. Eine auch nur teilweise Abdeckung der Kappe mit Gehäusematerial ist aus elektrischen Gründen nicht zulässig. Die Abdichtung der Schnittstelle durch Auftragen eines dauerelastischen Elastomers gilt als akzeptable Lösung. Das Material haftet sowohl an der Oberfläche der Metallkappe als auch am Gehäuse.

• Armaturen für Isolatorketten

Isolatorbeschläge

Die Isolatoreinheiten werden mit entsprechenden Armaturen zu Isolatorsätzen zusammengebaut. Die Konstruktion der angrenzenden Metallteile und Kontaktflächen verhindert Korrosion der Kontaktflächen und gewährleistet unter Betriebsbedingungen einen guten elektrischen Kontakt.

Alle Teile sind so konstruiert, dass sie den mechanischen Belastungen während der berechneten Lebensdauer der Isolatorkettensätze standhalten und ein Lösen während des Betriebs aufgrund von Vibrationen oder aus anderen Gründen vermieden wird.

Die Isolatorgarnitur zur Verbindung mit dem Mast hält einem solchen Kurzschlussstrom ohne Qualitätsverlust stand und überschreitet dabei eine Temperatur von 400°C nicht. Alle Eisenteile der Baugruppenkomponenten und des Zubehörs für Leiter sind gemäß ISO 1461 feuerverzinkt, mit einer Beschichtung von 610 g/m2 (85 g), mit Ausnahme von Schrauben, Muttern und Unterlegscheiben, wobei ein Minimum von 395 g/m2 (55 g) akzeptiert wird.

Splintstifte aller Klemmen und Beschläge sind aus Edelstahl.

Lichtbogenringe

Lichtbogenschutzringe Die Lichtbogenschutzringe der Isolatorsätze müssen gleichzeitig die Funktion von Lichtbogenschutzringen, Koronaschutz und Potenzialverteilungseinrichtungen erfüllen.

Als Lichtbogenschutz dienen die Schutzringe zum Schutz von Isolatoren und Leitern bei Überschlägen. Die Lichtbogenschutzarmaturen bestehen aus feuerverzinktem Stahl und sind kurzschlussfest. Sie sind so konstruiert, dass der Lichtbogen im Falle eines Überschlags zum Endbrennpunkt geleitet wird.

Sie dürfen beim Kurzschluss eine Endtemperatur von maximal 400 °C erreichen. Die Funktion des Lichtbogenschutzes darf durch den Lichtbogen nicht wesentlich beeinträchtigt werden.

Als Koronaschutzvorrichtungen sind die Schutzringe dafür ausgelegt, bei gutem Wetter und unter bestimmten Standortbedingungen ein koronafreies Leitungsende des Isolatorsatzes sowie die angegebene Funkrauschleistung des Isolatorsatzes sicherzustellen.

Als Potentialverteilungselemente sollen die Schutzringe eine gleichmäßige Potentialverteilung entlang der Isolatorkette gewährleisten.

Das Design der Schutzringe berücksichtigt und optimiert gleichzeitig alle erforderlichen Funktionen.

Die Ringe sind stabil genug, um ein Gewicht von 90 kg ohne bleibende Verformung zu tragen. Die Befestigung der Ringe erfolgt über Schraubverbindungen an der Beschlagbaugruppe.

Kapitel 3 – Bewertung und Design von Isolatorketten

Design der Isolatorkette

Für Hänge- und Spannisolatorketten gilt über die gesamte Länge der Übertragungsleitung ein Mindestkriechweg von 25 mm/kV.

Die Konstruktion der Isolatoren und Armaturen ist so ausgelegt, dass lokale Koronabildung und Entladungen, die zu übermäßigen Funkstörungen führen können, vermieden werden. Alle Isolatorarmaturen verwenden koronafreie Muttern mit Splintstiften oder „Nyloc“- oder ähnlichen Drehmomentmuttern.

Kapitel 4 – Herstellung von Isolatorketten

Bei den Aufhängungs- und Abspannisolatoren handelt es sich um Langstab-Verbundisolatoren. Für die Art der Befestigung muss der Auftragnehmer vorab die Genehmigung des verantwortlichen Ingenieurs einholen. Die Isolatoren werden komplett mit passendem Koronaring sowie koronafreien Muttern und Splintstiften gefertigt.

Die Isolatoren sind durchstoßfest. Sie bestehen aus einem glasfaserverstärkten Harzkern und einer Hülle aus verschiedenen Kunststoffen. Sie sind leicht und zugfest. Sie halten allen Betriebsbelastungen, einschließlich Ozon und UV-Strahlung, sicher stand. Das Zubehör für die Isolatoren wird gemäß IEC 61109 angepasst. Alle Teile des Isolators sind frei von Mängeln, die die mechanischen oder elektrischen Eigenschaften des Isolators beeinträchtigen könnten.

Alle Materialien, unabhängig davon, ob sie hier vollständig spezifiziert sind oder nicht, sind von erstklassiger Qualität und entsprechen den modernsten Standards und erfüllen in jeder Hinsicht diese Spezifikationen. Die Materialien dürfen keine Falten, Risse oder andere äußere und innere Mängel aufweisen, die ihre Festigkeit, Duktilität, Haltbarkeit oder Funktionsfähigkeit beeinträchtigen können.

Alle Materialien werden umfassend geprüft und getestet, um die Einhaltung der Anforderungen dieser Spezifikationen und zur Zufriedenheit des Arbeitgebers nachzuweisen.

Die Prüfung erfolgt gemäß den einschlägigen, vom Kunden genehmigten Normen.

Die Montage erfolgt so, dass die mechanischen Eigenschaften nicht beeinträchtigt werden und das Isolierteil keiner mechanischen Belastung durch Druck der Kappenunterkante ausgesetzt ist.

Die freien Oberflächen der Isolierteile werden von Verunreinigungen gereinigt.

Die zulässigen Toleranzen erfüllen die Anforderungen gemäß IEC 61109:

Jeder Isolator kann mit folgenden Informationen gekennzeichnet werden:

Name oder Logo des Kunden;

Produktionsjahr;

angegebene mechanische Belastung;

Identifikationscode zur Rückverfolgbarkeit.

Kapitel 5 – Prüfung von Isolatorketten

Prüfung von Isolatoren und Hardware

Prüfungen von Isolatoren und Isolatorsätzen

• Die Isolatoreinheiten und Isolatorsätze unterliegen Typ-, Muster- und Stückprüfungen gemäß:
  • IEC 61109 – Verbundisolatoren für Wechselstrom-Freileitungen mit einer Nennspannung über 1000 V, Definitionen, Prüfverfahren und Abnahmekriterien.
  • IEC 60437 – Funkstörungstest
  • IEC 60507 – Verschmutzungstest
  • IEC 60587 – Prüfverfahren zur Bewertung der Kriechstromfestigkeit und Erosion
  • IEC 60591 – Stichprobenregeln und Annahmekriterien.
• Typ-, Stichproben- und Stückprüfungen werden nach den geltenden Normen durchgeführt.
• Bei Verbundisolatoren werden ergänzend zur IEC 61109 folgende Stichprobenprüfungen durchgeführt:
  • 96 h Säurebeständigkeitstest des belasteten Stabes, um zu beurteilen, ob das angegebene Glasmaterial geeignet ist
  • 96 h Zugversuch (60% von UTL bzw. 70% von SML nach IEC 61109) mit anschließender Ermittlung von UTL zum Nachweis der Übereinstimmung mit den Typprüfbescheinigungen
  • Zur Überprüfung des Gehäusematerials wurden Kriechwegbildungs- und Erosionstests nach IEC 60587 an einer Gehäusematerialprobe durchgeführt.

Allgemeine Tests

Eine vollständige Prüfung (Designprüfung, Typprüfung, Stichprobenprüfung, Stückprüfung) aller Komponenten wird gemäß IEC 61109 (neueste Version) und zur Zufriedenheit des Kunden durchgeführt.

Beispieltests

Rax Industry führt die Musterprüfung gemäß IEC 61109 durch.

Rax Industry hält den Ingenieur über den Fortschritt der Material- und Arbeitsabläufe von Rax Industry auf dem Laufenden, sodass die Begutachtung, Inspektion und Prüfung in Anwesenheit des Vertreters des Kunden durchgeführt werden kann.

Vor jeder vom Kunden überwachten Inspektion und Prüfung versichert Rax Industry dem Kunden, dass die Arbeit gemäß dieser Spezifikation in jeder Hinsicht prüf- und prüfbereit ist. Die Isolatoren, die Stichprobenprüfungen unterzogen wurden, werden nicht in die Liefercharge aufgenommen.

Routinetests

Rax Industry führt Stückprüfungen gemäß IEC 61109 (neueste Fassung) auf eigene Kosten durch.

Häufig gestellte Fragen (FAQs)