Izolátory prípojnic: typy, materiály, výber, bežné chyby a normy

Izolátory prípojníc sa počas rutinnej prevádzky len zriedka venujú pozornosti, kým preskok nezničí časť rozvádzača alebo kým prasknutá podpera nedovolí, aby sa prípojnica prehýbala. Izolátor je jediný komponent, ktorý stojí medzi vodičom pod napätím niekoľko tisíc voltov a uzemneným rámom, ktorým prechádza. Správne určenie materiálu, výšky a mechanického hodnotenia nie je samozrejmosťou; ide o konštrukčné rozhodnutie, ktoré ovplyvňuje vôľu, skratovú odolnosť a dlhodobú spoľahlivosť.

Čo vlastne robí izolátor zbernice

Izolátor prípojnice je nevodivá podpera, ktorá montuje a oddeľuje prúdové prípojnice v rámci rozvádzačov, prípojníc a iných rozvodných zostáv elektrickej energie. Vykonáva dve základné úlohy a inžinieri by mali každú z nich hodnotiť nezávisle.

Elektrická izolácia

Izolátor musí poskytovať dostatočnú povrchovú vzdialenosť a vôľu medzi vodičom a uzemneným rámom, aby odolal silovo-frekvenčnému napätiu, bleskovým impulzom a spínacím prechodom. Rovnako dôležitý je odpor pri sledovaní: keď je povrch kontaminovaný prachom alebo kondenzáciou, zvodový prúd môže vytvárať karbonizované cesty, ktoré nakoniec spôsobia preskok. Materiály s vysokým porovnávacím indexom sledovania (CTI) toto riziko znižujú.

Mechanická podpora

Izolátor nesie vlastnú hmotnosť prípojnice, zvláda sily vzniknuté pri skrate a zabraňuje bočnému pohybu. V rúrkovom systéme prípojníc vzdialenosť podpier a pevnosť konzoly izolátora priamo určujú, ako veľmi sa vodič vychýli pri zaťažení vetrom alebo elektromagnetickým zaťažením. Izolátor, ktorý vyzerá dobre na papieri, ale má nedostatočnú pevnosť v tlaku, môže zlyhať počas inštalácie alebo pod ťažkou vertikálnou zbernicou.

Hlavné typy izolátorov zberníc

Vo väčšine návrhov rozvádzačov a prípojníc dominujú štyri fyzické formy. Každý z nich ponúka inú rovnováhu medzi mechanickou pevnosťou, cenou a povrchovou vzdialenosťou.

Kužeľové izolátory

Kužeľové izolátory sú bežné v nízkonapäťových paneloch a strednonapäťových vzduchom izolovaných rozvádzačoch. Ich široká základňa poskytuje dobrú mechanickú tuhosť, zatiaľ čo úzka horná časť sedí pod svorkou prípojnice. Kónické konštrukcie často používajú kovové vložky na oboch koncoch pre jednoduchú montáž. Typickou aplikáciou je stĺpikový izolátor používaný na podopretie hliníkových rúrkových prípojníc vo vonkajších rozvodniach; výška izolátora a závit vložky musia zodpovedať svorke prípojnice a úrovni napätia. Keď je vodičom tuhá rúrková prípojnica, stĺpový izolátor je zvyčajne najpriamejším spôsobom, ako uspokojiť mechanické aj elektrické požiadavky.

Výrobca poštových izolátorov, továreň na elektrické systémy Ako čínsky výrobca OEM post izolátorov a továreň elektrických systémov po izolátoroch, Jiangsu Wopeng Power profesionálny vlastný elektrický ... Zobraziť produkt →

Cylindrické izolátory

Valcové tvary vytvárajú rovnomerné elektrické pole pozdĺž povrchu a často sa používajú vo vysokonapäťových aplikáciách, kde sa musí maximalizovať povrchová vzdialenosť. Tiež sa ľahšie čistia a kontrolujú. V uzavretom rozvádzači majú valcové izolátory často stredový otvor pre priechodné skrutky a vonkajšie prístrešky, ktoré zväčšujú cestu úniku.

Izolátory bubnového typu

Bubnové izolátory ponúkajú veľkú podpornú plochu a bežne sa používajú pre ťažké pravouhlé prípojnice a aplikácie zbernicových kanálov. Ich konštrukcia umožňuje držať niekoľko vodičov v kompaktnom priestore, ale majú tendenciu poskytovať menšiu povrchovú vzdialenosť na jednotku výšky ako kužeľové alebo valcové typy.

Viacpólové podpery prípojníc

Sú to jednotlivé tvarované bloky, ktoré držia niekoľko prípojníc v pevnom rozstupe. Sú obzvlášť účinné v nízkonapäťových zbernicových systémoch, kde fázový rozstup musí zostať presný aj pri veľkých silách skratového prúdu. Pretože eliminujú samostatný montážny hardvér pre každú fázu, skracujú čas montáže a zlepšujú konzistenciu. Súvisiaci koncept sa objavuje v inštaláciách rúrkových prípojníc, kde a konzola s pevnou oporou upína vodič pri zachovaní definovanej vzduchovej medzery a znížení ohybového momentu na izolante.

Vlastná zbernica podporuje výrobcu, OEM zbernica podporuje továreň Keďže zbernica Čína OEM podporuje výrobcu a elektrické systémy, zbernica podporuje továreň, profesionálny vlastný autobus Jiangsu Wopeng Power ... Zobraziť produkt →

Materiály tela: Čo vlastne ide do izolátora

Puzdro izolátora nie je len dištančná vložka; musí odolávať UV žiareniu, teplu, iskreniu a mechanickému namáhaniu. Na trhu dominujú dve rodiny termosetových zmesí a tretí prístup úplne odstraňuje problém s izolantom.

DMC (zmes na formovanie cesta)

DMC je nenasýtený polyester vystužený sklenenými vláknami, ktorý možno lisovať do zložitých tvarov. Ponúka dobrú mechanickú pevnosť a odolnosť voči oblúku za primeranú cenu, čo z neho robí najbežnejší materiál pre nízkonapäťové izolátory prípojníc a podporné bloky.

SMC (zmes na formovanie plechov)

SMC poskytuje vyššiu rozmerovú stabilitu, nižšie zmrštenie a konzistentnejšiu hrúbku steny ako DMC. Často sa vyberá pre veľké ploché telesá alebo diely, ktoré musia dodržiavať prísne tolerancie. SMC má tiež tendenciu mať hladší povrch, takže sa v špinavom prostredí hromadí menej nečistôt.

Plná izolácia vodiča ako alternatíva

Niektoré konštrukcie plne izolovaných prípojníc využívajú opačný prístup: namiesto spoliehania sa na samostatný izolátor, ktorý poskytuje všetku elektrickú izoláciu, je samotný vodič pokrytý súvislou izolačnou vrstvou. Okolo vodiča je zaliata EPDM/silikónová guma alebo epoxidová živica, čím sa úplne zmení koordinácia izolácie a výrazne sa zníži potrebná povrchová vzdialenosť. Keď hodnotíte, či plne izolované rúrkové prípojnicové systémy sú vhodné pre váš projekt, hlavným porovnaním je trieda izolácie, zložitosť príslušenstva a dlhodobá odolnosť proti vlhkosti.

Technické vlastnosti, na ktorých záleží v špecifikácii

Štyri vlastnosti uvedené nižšie oddeľujú spoľahlivý izolátor zbernice od lacného kusu lisovaného plastu. Údajový list môže obsahovať desiatky hodnôt, ale práve tieto ovplyvňujú schválenie návrhu a spoľahlivosť v teréne.

Vyššie číslo CTI znamená, že izolant znesie vlhké, kontaminované podmienky bez vytvárania povrchových stôp. V tropickom alebo pobrežnom prostredí si vyberte izolátory s hodnotením aspoň CTI 600. Hodnotenie horľavosti je dôležité najmä v uzavretých autobusových komunikáciách, kde sa oheň môže rýchlo šíriť pozdĺž vertikálnej trasy. RTI ukazuje, či si materiál zachová svoju dielektrickú pevnosť roky po inštalácii pri normálnej prevádzkovej teplote.

Materiál vložky je tiež súčasťou elektrického systému. Mosadzné vložky odolávajú galvanickej korózii, keď sú spárované s medenými prípojnicami a poskytujú lepšiu vodivosť ako mäkká oceľ, a preto sa objavujú vo väčšine vysoko spoľahlivých dizajnov.

Ako vybrať správny izolátor zbernice

Pre väčšinu aplikácií postačuje šesťstupňový proces. Vyhne sa dvom najväčším chybám: poddimenzovaniu mechanickej pevnosti a nesprávnej voľbe výšky.

1. Veľkosť závitu: Skontrolujte závit skrutky na svorke prípojnice a montážnom ráme. Štandardné veľkosti sú M6, M8, M10 a M12; prispôsobte závit vložky a dĺžku závitu hrúbke prípojnice.
2. výška: Určte minimálnu povrchovú vzdialenosť od úrovne napätia a stupňa znečistenia. Pre 12 kV izolovaný systém v typickom vnútornom prostredí to často znamená výšku 45-75 mm, ale vždy sa riaďte normou vášho zariadenia.
3. Mechanické zaťaženie: Vypočítajte celkovú hmotnosť prípojnice plus zaťaženie, ako sú sily nakrátko. Vynásobte bezpečnostným faktorom aspoň 1,5 a overte, či je pevnosť konzoly izolátora na konci rozpätia podpery dostatočná.
4. Úroveň napätia: Oddeľte výber medzi nízkonapäťovými (<1 kV), strednonapäťovými (3,6-40,5 kV) a vysokonapäťovými systémami. Požiadavky na vzdialenosť izolácie a povrchovú úpravu sa dramaticky líšia.
5. Prostredie: Vonkajšie inštalácie vystavené UV žiareniu, soli, dažďu alebo prachu vyžadujú vyššiu CTI, lepšiu UV stabilizáciu a prípadne silikónové prístrešky. V tropickom podnebí vlhkosť urýchľuje sledovanie, takže materiály ako napr Izolácia EPDM/silikónová guma Vysokonapäťová EPDM silikónová gumová rúrková zbernica Výrobca, továreň Ako výrobca a továreň čínskych OEM vysokonapäťových EPDM rúrkových zberníc zo silikónovej gumy, Jiangsu Wopeng Power profesionálny vlastný vysoko... Zobraziť produkt → alebo epoxidová enkapsulácia môže byť spoľahlivejšou dlhodobou voľbou.
6. Úroveň skratu: Skontrolujte elektrodynamickú odolnosť celého usporiadania. Prípojnica podopretá na izolátoroch, ktoré sú od seba príliš vzdialené, sa pri skrutkovej chybe vychýli a môže sa trvalo deformovať. Väčšina noriem akceptuje maximálne ohybové napätie v prípojnici pod medzou klzu materiálu počas prvého špičkového prúdu.

V prípade rúrkových prípojníc je často jednoduchšie dimenzovať mechanické rozhranie pomocou špeciálnej nosnej konzoly, ktorá rozloží zaťaženie na väčšiu plochu. Túto konzolu je možné nastaviť tak, aby presne regulovala vzduchovú medzeru bez nadmerného namáhania jediného izolátora.

Bežné chyby, ktorým sa treba vyhnúť

Prekvapivý počet zlyhaní v teréne pochádza z rozhodnutí, ktoré sa zdajú byť rozumné počas návrhu, ale zlyhajú, keď je zariadenie pod napätím.

• Nákup len podľa farby: Čierne, červené a hnedé kryty môžu vyzerať odlišne, ale farba nemá žiadny vlastný elektrický význam. Hodnoty CTI, UL94 a RTI si vždy overte z materiálového certifikátu.
• Ignorovanie materiálu vložky: Vložka z mäkkej ocele môže vo vnútri výlisku pomaly korodovať, čo núti kryt prasknúť vnútorným tlakom. Mosadzné vložky sa tomuto problému vyhýbajú vo väčšine prostredí.
• Poddimenzovanie výšky podpery: Keď je skriňa málo miesta, výška izolátora je prvá vec, ktorú treba znížiť. To priamo znižuje dotvarovanie a zvyšuje riziko vzplanutia v prašných podmienkach.
• Prílišné utiahnutie montážnych skrutiek: Termosetové izolátory môžu prasknúť, ak je upínací moment príliš vysoký, najmä s malou podložkou. Dodržujte špecifikáciu krútiaceho momentu výrobcu.
• Umiestnenie podpier príliš ďaleko od seba: Prípojnica vyzerá počas inštalácie rovno, ale počas skratu na vodiče pôsobí odpudivá sila, ktorá sa zvyšuje so štvorcom prúdu. Nedostatočná vzdialenosť podpier vedie k trvalému ohýbaniu.

Údržba a inšpekcia

Izolátory prípojníc sa často považujú za bezúdržbové, ale desaťminútová vizuálna kontrola môže nájsť problémy skôr, ako sa stanú poruchami. Hľadajte stopy (tenké tmavé čiary) na povrchu, praskliny okolo vložky a akékoľvek biele alebo kriedové usadeniny, ktoré naznačujú aktivitu čiastočného výboja. V znečistenom prostredí pravidelne čistite izolátory a po prvom tepelnom cykle znova dotiahnite upevňovacie skrutky. Infračervené skenovanie rozvádzača môže odhaliť horúce miesta spôsobené uvoľnenými svorkami prípojníc; teplo odfarbí izolant, ale skutočná chyba je zvyčajne v spojení.

Kontrolný zoznam pre konečný výber

Keď ste pripravení špecifikovať, premeňte výber na jednostránkovú kontrolu: menovité napätie a stupeň znečistenia; minimálna povrchová vzdialenosť; mechanické zaťaženie s bezpečnostným faktorom; typ materiálu a materiál vložky; hodnotenie horľavosti; a odolnosť proti skratu. Ak v údajovom liste dodávateľa chýba akákoľvek hodnota, vyžiadajte si ju pred schválením komponentu. Rozdiel medzi izolátorom, ktorý podporuje váš systém po celé desaťročia, a tým, ktorý zlyhá počas uvádzania do prevádzky, nie je cena; je to overenie.

Ak pracujete na rúrkovej prípojnici alebo plne izolovanom systéme a potrebujete pomoc s prispôsobením usporiadania izolátora vášmu projektu, kontaktujte náš inžiniersky tím s veľkosťou vašej prípojnice, napätím a úrovňou poruchy.