Aïllament de línies elèctriques

Des de fa molt de temps, els experts en energia han desenvolupat una tradició d'anomenar dispositius per transmetre electricitat des d'una font (generador) a un consumidor amb el terme "línia", encara que tenen un disseny tècnic molt complex i en alguns casos s'estenen a diversos centenars o milers de quilòmetres.

En poques paraules, cada línia de transmissió consta només de dos components:

• sistemes de plom de corrent que asseguren el flux de corrents elèctrics;

• el medi dielèctric que envolta aquests cables per evitar que l'electricitat passi en una direcció innecessària. Aquest entorn s'anomena simplement aïllament.

Segons el mètode dels materials d'aïllament utilitzats, les línies elèctriques es divideixen en:

• aire;

• cable.

Línies elèctriques aèries

Aquestes estructures utilitzen les propietats dielèctriques de l'aire de l'atmosfera circumdant per aïllar els conductors de corrent. Això té en compte el fet que el seu resistència varia segons el clima, la temperatura, la humitat i altres paràmetres. Per eliminar aquests factors, es selecciona la distància òptima entre els cables per a cada tipus de tensió.A mesura que augmenta el seu valor, augmenta la distància de seguretat dels cables entre ells.

Com que el potencial de qualsevol conductor de corrent pot fluir a terra, els conductors de fase també s'allunyen de la superfície de terra. A la pràctica, però, s'eleven molt més, ja que la gent pot caminar o treballar per sota, els vehicles de transport es mouen i es poden localitzar dependències. Tot això es té en compte pel disseny del suport sobre el qual es fixen els cables.

Aïllament de línies elèctriques aèries

A més de triar la distància de l'aire entre els cables i el terra, cal fixar els cables de corrent als pals per no alterar la seva resistència elèctrica. Al cap i a la fi, els materials utilitzats per als suports (fusta i formigó en temps humit i estructures metàl·liques en totes les circumstàncies) són bons conductors de l'electricitat.

Per fixar cables oberts als pals dels suports s'utilitzen estructures especials, que s'anomenen aïllants... Estan fetes d'un material dielèctric resistent. Molt sovint trien tipus especials de porcellana, vidre o, menys sovint, plàstics.

El disseny d'un tipus separat d'aïllants de porcellana es mostra a la foto.

L'aïllant que es mostra a l'esquerra està fet d'una sola peça de porcellana. I la dreta consta de dues parts.

Segons el mètode de fixació al pal, els aïllants es divideixen en:

• estructures de passadors que s'uneixen a un passador metàl·lic muntat a la travessa en posició vertical;

• dispositius suspesos suspesos d'un pal;

• patrons de tensió fixats en un pla horitzontal per resistir les forces de tracció.

Tots ells es fabriquen per funcionar a una determinada classe de tensió de xarxa. Al mateix temps, perceben forces mecàniques importants en la direcció vertical i horitzontal creades pels cables connectats a ells en totes les condicions meteorològiques.

Les ràfegues de vent fortes, fins i tot en combinació amb l'acumulació de neu i gel, no haurien de perjudicar la resistència mecànica dels aïllants i els cables, i la pluja prolongada i fins i tot la pluja no hauria de perjudicar la seva resistència elèctrica. En cas contrari, hi haurà un mode d'emergència, l'eliminació del qual requerirà uns costos enormes.

La foto següent mostra un exemple de fixació de cables oberts d'una línia monofàsica de 220 volts a la travessa d'un pal de suport quan es connecta un dispositiu d'enllumenat públic mitjançant aïllants de porcellana.

Aquest mètode és molt utilitzat per il·luminar carreteres, voreres, zones del territori. El material d'aquest aïllant pot suportar forces mecàniques de:

• tensió dels cables que actuen en el pla horitzontal al llarg de l'eix de la línia elèctrica;

• els pesos de l'estructura suspesa sobre ells actuant sobre la compressió de l'aïllant.

Els mateixos dissenys s'utilitzen per a línies de 0,4 kV.

Els conductors metàl·lics oberts es substitueixen per línies elèctriques aèries amb una tensió de fins a 35 kV inclosos. estructures aïllades autoportants.

Quan s'utilitzen, no s'utilitzen aïllants de porcellana o vidre, sinó el sistema de fixació de cable i filferro que es mostra a la foto.

En pals on es connecten cables exposats i estructures autoportants, s'utilitzen ambdós tipus de fixació.

A mesura que augmenta la tensió aplicada a la línia de transmissió aèria, augmenten les mides dels aïllants i les seves propietats dielèctriques.Els aïllants més potents funcionen en línies aèries de 10 kV.

Per absorbir les forces de tensió horitzontal dels cables als llocs on les línies giren, per exemple, per evitar els tancs, s'utilitzen aïllants de tensió, que poden consistir en garlandes.

La foto mostra l'ús combinat d'aïllants de suport i tensió sobre un suport reforçat de VL-10 kV.

Les mateixes estructures s'instal·len sobre suports amb seccionadors… Els aïllants de suport asseguren el funcionament de les fulles mòbils i els contactes fixos fixos del seccionador, i els aïllants de tensió absorbeixen les forces de tracció dels conductors.

La foto confirma que el disseny de tots els aïllants de línies aèries de 25 kV s'ha tornat més complex. Van augmentar la distància entre els conductors de corrent de la línia elèctrica i el material portador.

Això és clarament visible a la línia aèria de 110 kV, on la cadena d'aïllants s'ha fet més llarg i ara s'utilitza la seva construcció suspesa.

Els extrems de les línies aèries estan connectats a casquilles de transformadors situats a les subestacions.

Els punts de connexió de les línies elèctriques als equips de l'aparell de commutació obert d'alta tensió de 110 kV estan protegits per estructures més complexes d'aïllants de càrrega que poden suportar càrregues elèctriques i mecàniques importants. Retiren els cables vius dels suports a una distància encara més gran.

El mateix es pot veure a la foto d'una torre aèria feta de metall per a la transmissió de potència d'alta tensió de 330 kV. La foto mostra que cada fase té una separació de conductors de corrent, els conductors dels quals es fixen a la travessa amb una corona encara més reforçada d'aïllants de tensió de vidre.

Els aïllants de postes d'una subestació de 330 kV allunyen encara més els conductors i les barres de l'equip.

Línies elèctriques per cable

En aquestes estructures, els nuclis conductors de les fases estan separats entre si per una capa de dielèctric sòlid i estan protegits de la influència de l'entorn per una carcassa forta però elàstica. De vegades, en comptes de sòlids, es pot utilitzar oli de cable líquid elaborat amb productes derivats del petroli o substàncies gasoses. Però aquests dielèctrics rarament s'utilitzen a la pràctica.

Pel que fa als costos de producció, les línies de cable són més cares que les línies de transmissió aèries. Per tant, es col·loquen dins de la ciutat, dins d'edificis residencials, zones industrials, en les interseccions amb barreres d'aigua, quan no es poden instal·lar suports aeris.

Per col·locar cables, creeu safates de cables, canals o normals trinxeres enterradesque restringeixen l'accés als circuits en viu.

Aïllament de línies elèctriques de cable

La construcció del cable d'alimentació per a línies elèctriques depèn de la quantitat de potència transmesa a través d'ell i de la tensió aplicada.

Els conductors del cable solen estar fets d'aliatges de coure o alumini, i el tipus de materials dielèctrics utilitzats entre ells depèn de la magnitud de la tensió aplicada.

En dispositius de fins a 1000 volts, s'utilitzen més sovint capes de compostos de polietilè o estructures amb farcits de paper i paquets impregnats amb oli de cable de diferent consistència.

A la foto es mostra la disposició aproximada de les capes d'aïllament per a un cable de quatre nuclis no estàndard.

Aquí, el metall de cada nucli conductor està recobert amb una capa aïllant que entra en contacte amb els paquets de paper i els farcits col·locats a l'aïllament del cinturó.La carcassa exterior segella completament tota l'estructura.

Quan el paper s'impregna amb olis minerals amb diversos additius per augmentar la viscositat de la capa, les propietats dielèctriques augmenten simultàniament. Aquests cables de cables impregnats d'oli viscosos poden funcionar en circuits d'alta tensió de fins a 10 kV inclosos.

El mètode tècnic de fabricació de cables de plom augmenta les propietats operatives de la capa dielèctrica. Per a això, cada nucli es fa en forma de cable coaxial separat amb impregnació viscosa, col·locat dins de la funda de plom.

L'espai entre aquestes venes s'omple amb farciment de jute i es col·loca dins d'una capa blindada de filferros d'acer galvanitzat, envoltat per una capa protectora segellada exterior.

Aquests cables amb conductors metàl·lics de plom funcionen en circuits d'alta tensió de fins a 35 kV inclosos.

Per a la transmissió d'electricitat al llarg del cable amb tensions més altes fins a 110 kV i superiors, s'utilitzen altres estructures de la capa d'aïllament. Això pot ser oli de cable menys viscós, gasos inerts (la majoria de vegades nitrogen). La pressió de l'oli en aquestes capes pot ser baixa (fins a 1 kg / cm2), mitjana (fins a 3 × 5 kg / cm2) o alta (fins a 10-14 kg / cm2). Aquests cables funcionen en circuits d'alta tensió de fins a 500 kV inclosos.

Inspeccions de l'aïllament de les línies elèctriques

Durant el funcionament dels equips elèctrics, s'avalua l'estat de les capes dielèctriques:

• sempre;

• periòdicament.

Dispositius de control especials realitzen una anàlisi contínua de la qualitat de l'aïllament en mode automàtic. Estan ajustats de manera que mesuren corrents de fuga molt baixes durant el funcionament normal.Quan es produeix una ruptura de la capa dielèctrica, aquests corrents augmenten i el moment del seu pas pel valor crític es fixa mitjançant un circuit de corrent de relé amb l'emissió d'una ordre d'alarma per avisar al personal de servei.

El seguiment periòdic de l'estat d'aïllament dels equips elèctrics, incloses les línies elèctriques, s'assigna a laboratoris elèctrics especialment formats que realitzen inspeccions d'alta tensió en forma de mesuraments i proves amb instal·lacions mòbils o estacionàries especialitzades.

El personal tècnic d'aquests laboratoris del sistema elèctric es divideix en departaments separats anomenats servei d'aïllament. Ella, sota la direcció del gerent, participa en les proves rutinàries dels equips energètics i les línies elèctriques existents i està obligada, abans de cada introducció de qualsevol dispositiu en què s'hagin realitzat treballs preventius amb el desmuntatge del circuit, a presentar un escrit. opinió sobre la preparació de la secció d'entrada per suportar la càrrega d'alta tensió amb aïllament.

Llegeix també: Causes de danys a les línies elèctriques aèries