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複合絶縁体: 電力システムにおける設計、材料および重要な用途

Jun 20, 2025 伝言を残す

複合絶縁体電気絶縁技術の大幅な進歩を表しています。従来の磁器やガラスの絶縁体とは異なり、洗練されたマルチマテリアル設計を利用して性能を最適化します。-これらのコアコンポーネントと利点の内訳は次のとおりです。

1. コアの定義とコンポーネント
複合絶縁体は、少なくとも 2 つの異なる絶縁要素で構成される特殊なタイプのポリマー絶縁体です。

コア:中心的な構造要素。

住居 (気象小屋):金属製の端金具で組み立てられた外部保護層。

(注: ポリマー絶縁体は、主にポリマー-ベースの材料で構成される絶縁体として定義されます)。

 

2. 核心: 機械的強度の基礎

関数:として機能します内部絶縁部品、絶縁体の機械的負荷(引張、圧縮、曲げ)に耐えるように設計されています。

工事:通常、次のものから製造されます。

樹脂マトリックス内に埋め込まれた繊維 (ガラスなど) で、繊維強化プラスチック (FRP) を形成します。{2}

均質な絶縁材料(セラミックまたは固体樹脂など)。

コア材料の分類:

ポリマー複合絶縁体 (標準複合絶縁体):コアとハウジングは両方ともポリマー材料で作られています。

ハイブリッド複合絶縁体:セラミックのような均質な材料で作られたコアが特徴です。

別名: 非セラミック絶縁体 (NCI) とも呼ばれます。{0}

 

3. ハウジング (ウェザーシェッド): 環境および電気シールド

関数:として機能します外部絶縁部品、次の 2 つの重要な機能を提供します。

· 沿面距離:表面に沿って必要な電気絶縁経路を確保します。

· コア保護:環境ダメージ(湿気、紫外線、汚染、化学物質)からコアを保護します。

製造:ハウジングは次のようにして形成できます。

個々のシェッドをコアに取り付ける(中間シースの有無にかかわらず)。

ハウジングをコア上に直接成形または射出(単一ユニットまたはセクションとして)します。

材料:耐久性を高めるために次のような高性能ポリマーを使用しています。-

· エラストマー:シリコーンゴム(最も普及している)、エチレンプロピレンジエンモノマー(EPDM)。

· 樹脂:脂環式エポキシ樹脂。

· フッ素ポリマー:ポリテトラフルオロエチレン (PTFE)。

 

4. 材料の選択: 業界標準

コア:最も一般的なコア材料は次のとおりです。エポキシ-含浸ガラス繊維強化プラスチック(FRP/GFRP/GRP ロッド)。中空コア設計(ステーションポスト、ブッシュなど)の場合、-エポキシ-含浸ガラス繊維強化チューブ雇用されている。

ハウジング: シリコーンゴム優れた疎水性とトラッキングや浸食に対する耐性が広く支持されています。

 

5. 主な利点: マルチ-マテリアル システム
複合絶縁体の基本的な優位性は、その設計哲学にあります。

従来の絶縁体 (磁器/ガラス):を利用する単一-材料系。 1 つの材料がすべての機械的応力 (圧縮、張力、曲げ) に同時に対処し、電気沿面距離を提供する必要があります。

複合絶縁体:を雇用するマルチマテリアル システム- それ コア機能を分離します。

· コア:に最適化機械的強度と耐荷重-.

· ハウジング:に最適化電気的性能 (沿面距離)そして環境保護.

それぞれの材料がそれぞれの特殊な機能を最適に実行し、優れた全体的なパフォーマンス、軽量化、耐汚染性の向上、信頼性の向上につながります。

 

6. 進化:複合ブッシュ
送電線や変電所における複合絶縁体の実証済みの成功により、複合絶縁体の開発が促進されました。複合高電圧ブッシング-。これらは、主な絶縁要素として樹脂を含浸させたファイバーチューブを利用しています。{1}このチューブは単独で使用することも、屋外での性能を高めるために外部のゴム製ハウジング (ウェザーシェッド) をオーバーモールドして使用することもできます。

 

7.一次複合がいしの分類
現在製造されている複合絶縁体は 4 つの主要なカテゴリに分類され、それぞれが特定の役割向けに設計されています。

· サスペンションインシュレーター:主に架空送電線で使用され、構造物から支持導体に吊り下げられます (図 1-1a など)。

· ラインポスト絶縁体:配電線、変電所の入口、またはライザーとして、電柱や構造物に垂直または斜めに取り付けて使用されます (図 1-1b など)。

fig 1-1Suspension Insulators Line Post Insulators

図1-1

(a) サスペンションインシュレーター (b) ラインポストインシュレーター

1-アッパーフィッティング; 2 つのハウジング / 天候小屋。 3-FRPロッドコア; 4-下部フィッティング

 

· 駅ポスト碍子:変電所や開閉所内で、断路器、バスバー、サーキットブレーカーなどの機器に構造的サポートと電気絶縁を提供します (図 1-2 など)。

Fig 1-2 Composite Post Insulator IOC-500

ABC

図1-2

複合ポストインシュレーターIOC-500
(a) 製品図 (b) 部品図 (c) 構造図

1 - 複合ポスト絶縁体。 2 - 剛体ビーム。 3 - シールド金具。 4 - グラスファイバー樹脂ロッド;
5 - 耐候性-ハウジング。 6 - エンドフィッティング

 

· 中空コアインシュレーター:中央のチューブ構造を特徴としており、さまざまな電気機器の絶縁ハウジングまたはブッシングとして機能することができます (図 1 ~ 3 など)。

Fig 1-3Composite Hollow Core Insulator

図1-3

複合中空コアインシュレーター

1-アッパーフィッティング; 2 つのハウジング / 天候小屋。 3-FRPロッドコア; 4-下部フィッティング

 

8. クリティカルなアプリケーション

送配電線:

· サスペンションインシュレーター:高圧架空送電線のバックボーンを形成します。-

· ラインポスト絶縁体:中電圧の配電ネットワークや変電所の線路入口で広く使用されています。{0}

変電所と開閉所:

· 駅ポスト碍子:必須コンポーネント:

切断スイッチ:スイッチ ブレードに構造的なサポートと絶縁を提供します (たとえば、図 1-2 は、バス サポートに複合ステーション ポストを利用したフレーム型切断スイッチを示しています)。

バスサポート:バスバーの絶縁と支持。

サーキットブレーカーのサポート:ブレーカーポールの絶縁を提供します。

· 中空コアインシュレーター:基本的な断熱コンポーネントとして機能します。複合ブッシュのために:

トランスフォーマー:(高-電圧および低-電圧ブッシング)

開閉装置:(サーキットブレーカー、GIS ブッシング)

計器用変圧器:(変流器 - CT、変圧器 - VT)

ケーブル終端

避雷器(避雷器)

各種電気機器:として活動外部絶縁ハウジングまたはブッシング(例:図 1-4)。

Fig 1-4The application of composite insulators in outdoor installations

図1-4

の応用複合絶縁体屋外設置で
(a) 主変圧器用のグレーディング リング ブッシュ。 (b) 避雷器。

(c) 人生デッドタンクサーキットブレーカー。 (d) 変流器。 (e) 変圧器。
(f) 配電変圧器 (420/170kV) 用のグレーディング リング ブッシュ。
(g) ケーブル終端処理(170kV)

 

避雷器と断路器:複合絶縁体は、最新のポリマーでハウジングされた避雷器(図 1~5 など)の外部ハウジングに組み込まれており、断路器の極に絶縁を提供します。{0}

Fig 1-5 composite housings

図1-5

500kV 送電線避雷器 2 台複合ハウジング、ライン上に吊り下げ式として設置されています(画像では吊り下げられているように示されています)

 

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