Изолатори су битне компоненте у било ком систему далековода. Ови уређаји се користе за подупирање и раздвајање електричних проводника и спречавање струјног тока између њих и других уземљених структура као што су метални стубови и торњеви. Одговарајуће дизајниран изолатор ће обезбедити непрекидан и поуздан изолациони отпор током целог животног века система омогућавајући пренос електричне енергије на велике удаљености и преко тешког терена. У овом чланку ћемо детаљније погледати како се израчунавају изолатори, које врсте изолатора су на располагању и зашто је прорачун изолатора од виталног значаја за индустрију далековода.
Прорачун изолатора
Примарна функција изолатора је да спречи да електрична струја тече преко нежељених путања и положаја. Међутим, у том процесу изолатори акумулирају електрични набој, који је познат као површински феномен изолатора. Овај феномен се јавља углавном због поларизације суседних молекула у материјалу изолатора и може озбиљно да утиче на електрична својства изолатора.
Да бисте израчунали одговарајући изолатор за далековод, потребно је осигурати да је избор изолатора прикладан за напон, фреквенцију, услове околине и оптерећења која ће бити изложена током његовог животног века. Изолатор ће морати да издржи низ електричних и механичких напрезања током година, укључујући коронско пражњење, ударну струју, ударни напон, оптерећење ветром и оптерећење ледом.
Први корак у одређивању правог изолатора је израчунавање електричног оптерећења које ће изолатор морати да поднесе. Електрично оптерећење се одређује израчунавањем максималног напона, струје и просечне снаге која се мора испоручити. Изолатор мора бити у стању да издржи ова оптерећења без грешке, чак и током времена највећег оптерећења или олуја. Може се урадити неколико прорачуна да би се проценио размак проводника и број изолатора потребних за одређени ниво напона.
Када се овај први прорачун заврши, други фактор који се мора узети у обзир су услови околине линије. Локација далековода ће утицати на то колико ће изолатор радити. Влажност, температура, со и други фактори могу утицати на перформансе изолатора. Сходно томе, инжењери узимају у обзир ове факторе и бирају прави материјал за изолатор.
На крају, механичка чврстоћа изолатора мора се измерити због његове способности да издржи било каква изненадна оптерећења или напрезања узрокована временским приликама или људском грешком. Обично су оптерећење ветром и ледом две најчешће врсте механичког напрезања са којима се изолатор може суочити. Инжењери електротехнике користе различите алате и методе за израчунавање механичке чврстоће изолатора и одабир најбољег могућег изолатора.
Врсте изолатора
Постоји неколико врста изолационих материјала који се користе у далеководима. То укључује стакло, порцелан, полимер и хибридне изолаторе.
Порцелански изолатори су најстарији тип изолатора и данас су у широкој употреби. Направљени су од комбинације глине, фелдспата и кварца. Ови изолатори су невероватно издржљиви и могу да издрже оштре временске услове, укључујући високе температуре и високу влажност.
Стаклени изолатори су такође уобичајени и углавном се користе за нисконапонске или комуникационе водове. Израђене су од каљеног стакла и отпорније су на корозију и рђу.
Полимерни изолатори су најновији тип изолатора и веома су популарни због своје лагане и поуздане конструкције. Такође су издржљиви и могу издржати екстремне услове.
Хибридни изолатори су комбинација два или више изолационих материјала. На пример, уређај би могао да садржи и порцеланске и полимерне изолаторе, при чему се сваки користи за одређене примене.
Важност израчунавања изолатора
Исправан прорачун далеководних изолатора је од суштинског значаја за осигурање сигурности и поузданости преносног система. Одабир погрешног изолатора може изазвати значајне потешкоће у раду и чак може бити опасан по људе, животиње и животну средину. Електрични и механички кварови са изолаторима могу узроковати прекиде или још горе, катастрофалне догађаје.
Међутим, одабиром правог изолатора, електроинжењери могу побољшати радну ефикасност система. Одговарајући изолатори могу помоћи у преносу електричне енергије на велике удаљености и на грубим теренима. Поред тога, избор одговарајућег изолатора помаже у смањењу трошкова одржавања и осигурава дуговечност.