Izolator porcelanowy czy polimerowy: który właściwie należy do Twojej linii?

Nikt nie określa izolatorów w sposób abstrakcyjny. Za pytaniem zawsze stoi realny projekt, konkretna trasa, strefa zanieczyszczeń, limit obciążenia wieży, spór budżetowy z kierownikiem projektu. Kiedy więc pojawia się debata na temat porcelany i polimerów, odpowiedź, która ma znaczenie, nie jest porównaniem ogólnym, ale praktycznym, opartym na tym, co faktycznie dzieje się na miejscu.

W tym artykule omówiono różnice techniczne i ekonomiczne na tyle szczegółowo, aby było przydatne przy podejmowaniu decyzji dotyczących zamówień publicznych, a nie tylko na podstawie wiedzy ogólnej.

Izolatory

Co właściwie kupujesz

Izolatory porcelanowe to ceramika wypalana w piecu-, wykonana z gliny, skalenia i tlenku glinu. Proces wypalania usuwa wilgoć i stapia materiały w gęstą, szklistą masę, która jest chemicznie obojętna i stabilna wymiarowo przez dziesięciolecia. Porcelanowy izolator szpulowy to jeden z najprostszych przykładów zastosowania tej technologii: jedno-częściowa lufa z przeszkloną powierzchnią i gwintowanym otworem pośrodku, stosowana w przyłączach przyłączeniowych, odciągach i wtórnych liniach niskiego-napięcia. Niewiele się zmieniło przez te 80 lat, bo nie było takiej potrzeby.

Izolatory polimerowe przyjmują zupełnie inne podejście. Rdzeń konstrukcyjny to pręt epoksydowy{{1}wzmocniony włóknem szklanym, zwymiarowany i wyprodukowany tak, aby przenosił obciążenia mechaniczne. Nad tym prętem formuje się lub montuje szereg osłon przeciwwietrznych z gumy silikonowej, aby zapewnić odległość upływu elektrycznego. Stalowe łączniki końcowe, zwykle-ocynkowane ogniowo, są zaciskane na obu końcach. Rezultat w niczym nie przypomina porcelanowego sznurka do krążków i też nie działa podobnie.

Wytrzymałość mechaniczna: złe pytanie zadane we właściwy sposób

Większość ludzi pyta, który izolator jest silniejszy. To kadrowanie mija się z celem. Porcelana i polimer są mocne na różne sposoby, a rodzaj obciążenia izolatora decyduje o tym, co ma znaczenie.

Porcelana jest wytrzymała na ściskanie. Dlatego struny z ceramicznymi dyskami tak dobrze sprawdzają się w-wieżach podwieszanych wysokiego napięcia, gdzie grawitacja i ciężar przewodnika przepychają strunę prosto w dół. Są to uchwyty porcelanowe typu obciążeniowego bez zarzutu, a linie 500 kV z izolatorami talerzowymi są w ciągłej eksploatacji od lat 60-tych XX wieku.

Polimer jest silny przy rozciąganiu. Rdzeń z włókna szklanego raczej ciągnie, niż popycha, i robi to bez pękania. Oprócz surowej wytrzymałości na rozciąganie, guma silikonowa i włókno szklane razem absorbują obciążenia dynamiczne w sposób, w jaki porcelana nie jest w stanie tego zrobić. Oscylacje wywołane wiatrem, galop przewodnika i sejsmiczny ruch gruntu nakładają na izolator cykliczne, wielokierunkowe-siły. Sztywny ceramiczny sznurek przenosi te siły na okucia i okucia wieży. Izolator polimerowy lekko się ugina i rozprasza.

Problem kruchości jest realny i niedoceniany. Porcelanowy krążek pęknięty kamieniem lub strzałem z karabinu nie daje o sobie znać z daleka. Może wytrzymać mechanicznie przez wiele miesięcy, zanim ulegnie awarii pod obciążeniem. Izolatory polimerowe pękają bardzo rzadko pod wpływem uderzenia; Zamiast tego mają tendencję do odkształcania się i zwykle widoczne są poważne uszkodzenia strukturalne.

Wydajność zanieczyszczenia: gdzie te dwa typy najbardziej się różnią

W laboratorium oba typy izolatorów sprawdzają się dobrze. Umieść je w podstacji przybrzeżnej, w korytarzu przemysłowym lub na pustynnej drodze o dużym natężeniu ruchu samochodów ciężarowych, a różnica szybko stanie się znacząca.

Powierzchnie porcelanowe są hydrofilowe. Wilgoć rozprzestrzenia się w postaci ciągłej cienkiej warstwy, zamiast się zbrylać. Kiedy na tej folii znajdują się rozpuszczone sole, pył cementowy, pozostałości nawozów lub opad przemysłowy, staje się ona przewodząca. Prąd upływowy przepływa wzdłuż powierzchni i jeśli warunki są wystarczająco złe, a droga pełzania jest zbyt krótka w stosunku do poziomu zanieczyszczenia, następuje rozgorzenie. Przedsiębiorstwa użyteczności publicznej w strefach zanieczyszczonych, w których znajdują się izolatory porcelanowe, wydają prawdziwe pieniądze na harmonogramy mycia, często od dwóch do czterech razy w roku na krytycznych liniach.

Kauczuk silikonowy działa w drugą stronę. Woda perli się i spływa, nie zwilżając powierzchni, jest to właściwość zwana hydrofobowością. Co bardziej przydatne, kauczuk silikonowy z czasem przenosi tę właściwość na samą warstwę zanieczyszczeń, co jest zachowaniem znanym jako migracja hydrofobowa. Nawet gdy gromadzi się kurz i sól, powierzchnia pozostaje odporna na rozprzestrzenianie się wilgoci. Nie eliminuje to prądu upływowego, ale znacznie go zmniejsza i znacznie zwiększa margines przeskoku w wilgotnych i zanieczyszczonych warunkach.

Na suchych, czystych liniach w klimacie umiarkowanym porcelana nie ma sobie równych pod względem parametrów elektrycznych. Jego wytrzymałość dielektryczna w suchych warunkach wynosi około 60 kV na cm i nie starzeje się elektrycznie tak, jak guma silikonowa. Długotrwałe-narażenie na promieniowanie UV na bardzo dużych-wysokościach lub w środowisku równikowym może powodować śledzenie powierzchni na polimerowych wiatach atmosferycznych, szczególnie w przypadku starszych preparatów. Nowoczesne mieszanki gumowe-o wysokiej konsystencji znacznie to poprawiły, ale pozostaje to czynnikiem wpływającym na trwałość użytkową przekraczającą 25–30 lat.

Waga, dostęp i faktyczny koszt instalacji

Izolator zawiesinowy polimerowy dla linii 132 kV waży od 3 do 5 kilogramów. Porcelanowy ciąg dysków na to samo napięcie z powiązanym metalowym osprzętem waży od 15 do 25 kilogramów. Szczelina ta ma znaczenie od chwili przybycia izolatorów na miejsce.

Na dostępnym, płaskim terenie z dobrym dojazdem różnica masy jest do pokonania. Załoga przenosi sznurki porcelanowe za pomocą małego dźwigu lub wózka kubełkowego, a montaż jest rutynowy. W trudnym terenie, na przeprawach przez rzeki, na trasach przez dżunglę lub na przełęczach górskich, gdzie jedyną praktyczną opcją jest podwieszenie helikoptera, każdy kilogram kosztuje bezpośrednio. Mniej dźwigów helikopterów, mniejsza załoga pracująca na wysokości, mniejsze obciążenia konstrukcyjne słupów i wież: w takich warunkach ekonomika stosowania polimerów szybko staje się przekonująca.

W przypadku linii dystrybucyjnych słupów drewnianych argument strukturalny jest inny, ale nadal znaczący. Izolatory polimerowe powodują mniejsze obciążenie boczne i pionowe, co ma znaczenie w przypadku starzenia się słupów, gdy warunki gruntowe są marginalne lub gdy istniejąca linia jest modernizowana do wyższej klasy napięcia bez wymiany osprzętu słupowego.

Porównania kosztów cyklu życia zależą w dużej mierze od tego, gdzie przebiega linia. W czystych środowiskach z dobrym dostępem, izolatory porcelanowe zainstalowane i właściwie konserwowane wytrzymują 40 do 60 lat lub dłużej. Poszczególne dyski w sznurku można sprawdzać i wymieniać bez dotykania reszty sznurka, co zapewnia porcelanie prawdziwą przewagę w zakresie łatwości konserwacji. Na obszarach zanieczyszczonych lub odległych mniejsze obciążenia związane z konserwacją polimeru i zmniejszona częstotliwość przestojów spowodowanych rozgorzeniem zwykle sprawiają, że jest on tańszy w okresie użytkowania wynoszącym 25–30 lat, nawet jeśli początkowa cena jednostkowa jest wyższa.

Szpula i sworzeń: dwa konkretne produkty, które warto poznać

Izolatory szpulowe porcelanowezajmują specyficzny i trwały zakątek rynku. Są stosowane w systemach dystrybucji wtórnej, punktach wejścia usług, zastosowaniach naprężeń przewodów odciągowych i instalacjach telefonicznych. Projekt jest prosty: przeszklona porcelanowa beczka, otwór przelotowy do mocowania sprzętu i nic więcej, co mogłoby się zepsuć. Są tanie, dostępne na całym świecie i naprawdę trudno je zastąpić czymś prostszym do ich zamierzonych zastosowań. Co roku miliony instaluje się w ramach projektów elektryfikacji obszarów wiejskich w Afryce, Azji Południowej i Ameryce Łacińskiej.

Przy średnim napięciu przejmują izolatory kołkowe. AIzolator kołkowy polimerowy 33 kVmontuje się bezpośrednio na poprzeczce lub słupie za pomocą stalowego sworznia i podtrzymuje przewód w konfiguracji stycznej. Szopy z gumy silikonowej radzą sobie z zanieczyszczeniami i deszczową pogodą; rdzeń z włókna szklanego wytrzymuje ciężar przewodnika, obciążenie wiatrem i lód. W przypadku przedsiębiorstw użyteczności publicznej w strefach przybrzeżnych lub przemysłowych, które regenerują starzejące się pola dystrybucyjne 33 kV, ten typ izolatora stał się praktycznym rozwiązaniem domyślnym, ponieważ eliminuje większość prac związanych z czyszczeniem związanych z alternatywnymi rozwiązaniami ceramicznymi przy tym samym poziomie napięcia.

Porcelanowy izolator szpuli VICTORY

Porównanie-side by-side

Wykonywanie połączenia

Porcelana ma sens w przypadku linii biegnących przez czyste, wiejskie środowiska, gdzie poziom zanieczyszczeń jest niski, a głównym obciążeniem jest proste ściskanie pionowe. Izolatory wsporcze podstacji i sznury do zawieszania dysków-wysokiego napięcia to dwie kategorie, w przypadku których nadal są one określane bez większych kontrowersji. Tam, gdzie ekipy konserwacyjne mają rozsądny dostęp, a długa żywotność i prosta wymiana tarczy jest atrakcyjna, ekonomika porcelany dobrze się sprawdza.

Polimerowi trudniej jest się sprzeciwić w strefach przybrzeżnych, korytarzach przemysłowych, obszarach rolniczych o dużym zużyciu środków chemicznych lub w dowolnym odległym terenie, gdzie liczą się koszty instalacji i częstotliwość konserwacji. Jest to również lepszy wybór tam, gdzie często dochodzi do wandalizmu, gdzie słupy i wieże znajdują się na granicy wytrzymałości konstrukcyjnej, a obciążenie sejsmiczne jest częścią projektu.

Istnieje trzecia opcja, o której warto wspomnieć w przypadku najbardziej wymagających środowisk podstacji: izolatory ceramiczne ze szkła półprzewodzącego (SCG). Łączą one w sobie wytrzymałość mechaniczną porcelany z powłoką powierzchniową, która zapewnia lepsze-właściwości samooczyszczania niż standardowa porcelana lub polimer. Nie są tanie i nie zawsze dostępne, ale w przypadku silnie zanieczyszczonych podstacji zewnętrznych, gdzie ryzyko rozgorzenia jest chroniczne, warto je ocenić.

Victory Electric: izolatory i osprzęt od jednego dostawcy

Victory Electric Power Equipment Co., Ltd. od 1998 roku produkuje osprzęt do linii słupowych, osprzęt elektroenergetyczny i izolatory w swoim zakładzie w mieście Lishui w prowincji Zhejiang. Firma posiada certyfikaty ISO 9001, ISO 14001 i ISO 45001 i jest kwalifikowanym dostawcą chińskiej sieci krajowej. Jej baza produkcyjna obejmuje 60 000 metrów kwadratowych i obsługuje zarówno standardowe, jak i niestandardowe serie produkcyjne.

Victory Electric dostarcza izolatory porcelanowe i polimerowe na różnych poziomach napięcia, od dystrybucji po{0}transmisję wysokiego napięcia, a także pełną gamę sprzętu do linii napowietrznych, akcesoriów kablowych i armatury telekomunikacyjnej. Ich produkty zostały wysłane do ponad 50 krajów w obu Amerykach, Afryce, na Bliskim Wschodzie i w Azji Południowo-Wschodniej. W przypadku zespołów projektowych, które potrzebują wsparcia technicznego przy wyborze izolatora lub chcą skonsolidować zaopatrzenie w sprzęt od jednego dostawcy, pracownicy sprzedaży i inżynierowie Victory Electric zajmują się zarówno standardowymi zamówieniami, jak i niestandardowymi specyfikacjami. Szczegóły i dane kontaktowe można znaleźć na ich oficjalnej stronie internetowej.

Ostateczna myśl

Za porcelaną stoją stulecia danych terenowych. Polimery mają mocne argumenty w coraz większej liczbie-rzeczywistych warunków. Żadne z nich nie zastępuje drugiego w ogólnym ujęciu, a każdy, kto twierdzi inaczej, albo coś sprzedaje, albo nadmiernie upraszcza. Właściwa odpowiedź zaczyna się od konkretnego miejsca, poziomu zanieczyszczenia, warunków dostępu i realistycznego spojrzenia na faktyczne koszty konserwacji w całym projektowanym okresie życia linii.

Zbliża się projekt i nie masz pewności, który izolator pasuje do warunków Twojej linii? Nasz zespół w Victory Electric Power Equipment Co., Ltd. obsługuje zapytania od przedsiębiorstw użyteczności publicznej, wykonawców EPC i zespołów zaopatrzeniowych z ponad 50 krajów. Niezależnie od tego, czy potrzebujesz szybkiej dostawy standardowych produktów magazynowych, czy też niestandardowej specyfikacji opracowanej dokładnie według Twoich wymagań, możemy przygotować arkusze danych, certyfikaty testowe i konkurencyjną ofertę w ciągu 24 godzin -skontaktuj się z nami już dziś.