Chất cách điện dạng thanh cái: Loại, Vật liệu, Lựa chọn, Các lỗi & Tiêu chuẩn thường gặp

Chất cách điện thanh cái hiếm khi được chú ý trong quá trình vận hành thông thường, cho đến khi một sự cố phóng điện làm hỏng phần thiết bị đóng cắt hoặc phần đỡ bị nứt khiến thanh cái bị võng. Chất cách điện là thành phần duy nhất đứng giữa một dây dẫn mang điện có điện áp vài nghìn volt và khung nối đất mà nó đi qua. Việc xác định đúng chất liệu, chiều cao và xếp hạng cơ học của nó không phải là điều cần suy nghĩ; đó là một quyết định thiết kế ảnh hưởng đến độ hở, khả năng chịu ngắn mạch và độ tin cậy lâu dài.

Công dụng thực sự của chất cách điện thanh cái

Chất cách điện thanh cái là một giá đỡ không dẫn điện dùng để gắn và tách các thanh cái mang dòng điện trong thiết bị đóng cắt, đường dẫn điện và các cụm phân phối điện khác. Nó thực hiện hai vai trò thiết yếu và các kỹ sư nên đánh giá từng vai trò một cách độc lập.

Cách điện

Chất cách điện phải cung cấp đủ khoảng cách rò rỉ và khe hở giữa dây dẫn và khung nối đất để chịu được điện áp tần số nguồn, xung sét và chuyển mạch quá độ. Điều quan trọng không kém là khả năng chống theo dõi: khi bề mặt bị ô nhiễm bởi bụi hoặc ngưng tụ, dòng điện rò rỉ có thể hình thành các đường dẫn cacbon hóa và cuối cùng gây ra hiện tượng phóng điện. Vật liệu có Chỉ số theo dõi so sánh (CTI) cao sẽ giảm thiểu rủi ro này.

Hỗ trợ cơ khí

Chất cách điện mang trọng lượng chết của thanh cái, xử lý các lực tạo ra trong thời gian ngắn mạch và ngăn chặn chuyển động ngang. Trong hệ thống thanh cái hình ống, khoảng cách đỡ và cường độ đúc hẫng của chất cách điện xác định trực tiếp mức độ lệch của dây dẫn dưới tải trọng gió hoặc điện từ. Một chất cách điện trông đẹp trên giấy nhưng không đủ độ bền chịu lực có thể bị hỏng trong quá trình lắp đặt hoặc dưới một thanh dẫn thẳng đứng nặng.

Các loại chất cách điện thanh cái chính

Bốn dạng vật lý thống trị hầu hết các thiết kế thiết bị đóng cắt và thanh cái. Mỗi loại cung cấp một sự cân bằng khác nhau về độ bền cơ học, chi phí và khoảng cách dây leo.

Cách điện hình nón

Chất cách điện dạng côn thường gặp trong các tấm điện áp thấp và thiết bị đóng cắt cách điện bằng không khí trung thế. Đế rộng của chúng mang lại độ cứng cơ học tốt trong khi phần trên hẹp nằm dưới kẹp thanh cái. Thiết kế hình nón thường sử dụng các miếng kim loại ở cả hai đầu để dễ dàng lắp đặt. Một ứng dụng điển hình là chất cách điện sau dùng để đỡ các thanh cái hình ống bằng nhôm trong các trạm biến áp ngoài trời; chiều cao cách điện và ren chèn phải phù hợp với kẹp thanh cái và cấp điện áp. Khi dây dẫn là thanh cái hình ống cứng, bài cách điện thường là cách trực tiếp nhất để đáp ứng cả yêu cầu về cơ và điện.

Nhà sản xuất tấm cách điện, Hệ thống điện Nhà máy tấm cách điện Là nhà sản xuất chất cách điện sau OEM của Trung Quốc và nhà máy sản xuất chất cách điện sau hệ thống điện, Jiangsu Wopeng Power chuyên nghiệp tùy chỉnh điện... Xem sản phẩm →

Chất cách điện hình trụ

Hình dạng hình trụ tạo ra một điện trường đồng đều dọc theo bề mặt và thường được sử dụng trong các ứng dụng điện áp cao hơn, nơi phải tối đa hóa khoảng cách đường rò. Chúng cũng dễ dàng hơn để làm sạch và kiểm tra. Trong các thiết bị đóng cắt kèm theo, chất cách điện hình trụ thường có một lỗ ở giữa để bắt bu-lông xuyên qua và vỏ bọc bên ngoài làm tăng đường rò rỉ.

Chất cách điện kiểu trống

Chất cách điện hình trống có diện tích đỡ lớn và thường được sử dụng cho các ứng dụng thanh cái hình chữ nhật nặng và ống dẫn thanh cái. Cấu trúc của chúng cho phép giữ một số dây dẫn trong một không gian nhỏ gọn, nhưng chúng có xu hướng cung cấp khoảng cách đường rò trên mỗi đơn vị chiều cao ít hơn so với loại hình nón hoặc hình trụ.

Hỗ trợ thanh cái đa cực

Đây là những khối đúc đơn chứa nhiều thanh cái ở khoảng cách cố định. Chúng đặc biệt hiệu quả trong các hệ thống thanh cái điện áp thấp, trong đó khoảng cách pha phải duy trì chính xác ngay cả dưới tác dụng của dòng điện ngắn mạch cao. Bởi vì chúng loại bỏ phần cứng gắn riêng biệt cho từng giai đoạn nên chúng giảm thời gian lắp ráp và cải thiện tính nhất quán. Một khái niệm liên quan xuất hiện trong việc lắp đặt thanh cái hình ống, trong đó một giá đỡ cố định kẹp dây dẫn trong khi vẫn duy trì khe hở không khí xác định và giảm mô men uốn trên chất cách điện.

Nhà sản xuất hỗ trợ thanh cái tùy chỉnh, Nhà máy hỗ trợ thanh cái OEM Vì thanh cái OEM Trung Quốc hỗ trợ nhà sản xuất và nhà máy hỗ trợ thanh cái hệ thống điện, thanh cái xe buýt tùy chỉnh chuyên nghiệp Jiangsu Wopeng Power ... Xem sản phẩm →

Vật liệu cơ thể: Những gì thực sự đi vào một chất cách điện

Vỏ của chất cách điện không chỉ là miếng đệm; nó phải chống lại bức xạ UV, nhiệt, hồ quang và lạm dụng cơ học. Hai dòng hợp chất nhiệt rắn chiếm ưu thế trên thị trường và phương pháp thứ ba loại bỏ hoàn toàn vấn đề về chất cách điện.

DMC (Hợp chất đúc bột)

DMC là một loại polyester không bão hòa được gia cố bằng sợi thủy tinh có thể được nén thành các hình dạng phức tạp. Nó có độ bền cơ học tốt và khả năng chống hồ quang với chi phí vừa phải, khiến nó trở thành vật liệu phổ biến nhất cho các khối cách điện và khối hỗ trợ thanh cái điện áp thấp.

SMC (Hợp chất đúc tấm)

SMC cung cấp độ ổn định kích thước cao hơn, độ co thấp hơn và độ dày thành ổn định hơn DMC. Nó thường được chọn cho các thân phẳng lớn hoặc các bộ phận phải có dung sai chặt chẽ. SMC cũng có xu hướng có bề mặt mịn hơn nên ít tích tụ chất bẩn hơn trong môi trường bẩn.

Cách điện toàn bộ dây dẫn như một giải pháp thay thế

Một số thiết kế thanh cái cách điện hoàn toàn có cách tiếp cận ngược lại: thay vì dựa vào một chất cách điện riêng biệt để cách ly hoàn toàn về điện, bản thân dây dẫn được phủ một lớp cách điện liên tục. Cao su EPDM/silicone hoặc nhựa epoxy được đúc xung quanh dây dẫn, làm thay đổi hoàn toàn sự phối hợp cách điện và giảm đáng kể khoảng cách đường rò cần thiết. Khi bạn đang đánh giá liệu hệ thống thanh cái hình ống cách nhiệt hoàn toàn phù hợp với dự án của bạn, so sánh chính là lớp cách nhiệt, độ phức tạp của phụ kiện và khả năng chống ẩm lâu dài.

Đặc tính kỹ thuật quan trọng trong đặc điểm kỹ thuật

Bốn đặc tính dưới đây giúp phân biệt chất cách điện thanh cái đáng tin cậy với miếng nhựa đúc rẻ tiền. Một bảng dữ liệu có thể liệt kê hàng tá giá trị, nhưng đây là những giá trị ảnh hưởng đến việc phê duyệt thiết kế và độ tin cậy của hiện trường.

Số CTI cao hơn có nghĩa là chất cách điện có thể chịu được điều kiện ẩm ướt, ô nhiễm mà không hình thành các vệt bề mặt. Trong môi trường nhiệt đới hoặc ven biển, hãy chọn chất cách điện có xếp hạng ít nhất là CTI 600. Đánh giá về khả năng dễ cháy đặc biệt quan trọng trong các đường xe buýt kín, nơi lửa có thể lan nhanh theo chiều thẳng đứng. RTI cho biết liệu vật liệu có giữ được độ bền điện môi sau nhiều năm lắp đặt ở nhiệt độ hoạt động bình thường hay không.

Vật liệu chèn cũng là một phần của hệ thống điện. Các miếng đệm bằng đồng thau chống ăn mòn điện khi kết hợp với thanh cái bằng đồng và mang lại độ dẫn điện tốt hơn thép nhẹ, đó là lý do tại sao chúng xuất hiện trong hầu hết các thiết kế có độ tin cậy cao.

Cách chọn chất cách điện thanh cái phù hợp

Quy trình sáu bước là đủ cho hầu hết các ứng dụng. Nó tránh được hai lỗi lớn nhất: đánh giá thấp độ bền cơ học và chọn sai chiều cao.

1. Kích thước chủ đề: Xác nhận ren bu lông trên kẹp thanh cái và khung lắp. Kích thước tiêu chuẩn là M6, M8, M10 và M12; khớp ren chèn và chiều dài ren với độ dày thanh cái.
2. Chiều cao: Xác định khoảng cách đường rò tối thiểu tính từ mức điện áp và mức độ ô nhiễm. Đối với hệ thống cách điện 12 kV trong môi trường trong nhà thông thường, điều này thường có nghĩa là chiều cao là 45-75 mm, nhưng hãy luôn tham khảo tiêu chuẩn thiết bị của bạn.
3. Tải trọng cơ học: Tính tổng trọng lượng của thanh cái cộng với các tải trọng tác dụng như lực ngắn mạch. Nhân với hệ số an toàn ít nhất là 1,5 và xác minh rằng cường độ đúc hẫng của chất cách điện ở cuối nhịp đỡ là đủ.
4. Cấp điện áp: Tách riêng lựa chọn giữa hệ thống điện áp thấp (<1 kV), trung thế (3,6-40,5 kV) và hệ thống điện áp cao. Khoảng cách cách nhiệt và yêu cầu hoàn thiện bề mặt khác nhau đáng kể.
5. Môi trường: Việc lắp đặt ngoài trời tiếp xúc với tia cực tím, muối, mưa hoặc bụi đòi hỏi CTI cao hơn, độ ổn định tia cực tím tốt hơn và có thể cả vỏ bọc silicon. Ở vùng khí hậu nhiệt đới, độ ẩm tăng tốc độ theo dõi, vì vậy các vật liệu như Cách nhiệt cao su EPDM/silicone Nhà sản xuất, nhà máy thanh cái hình ống cao su silicon EPDM điện áp cao Là nhà sản xuất và nhà máy sản xuất thanh cái hình ống cao su silicon EPDM điện áp cao OEM của Trung Quốc, Jiangsu Wopeng Power chuyên nghiệp tùy chỉnh cao... Xem sản phẩm → hoặc đóng gói epoxy có thể là sự lựa chọn lâu dài đáng tin cậy hơn.
6. Mức độ ngắn mạch: Kiểm tra khả năng chịu điện động của toàn bộ hệ thống. Thanh cái được đỡ trên các chất cách điện đặt cách nhau quá xa sẽ bị lệch khi bị bắt vít và có thể biến dạng vĩnh viễn. Hầu hết các tiêu chuẩn đều chấp nhận ứng suất uốn tối đa trong thanh cái dưới mức giới hạn chảy của vật liệu trong dòng điện đỉnh đầu tiên.

Đối với thanh cái hình ống, giao diện cơ học thường dễ dàng xác định kích thước hơn với giá đỡ chuyên dụng giúp phân bổ tải trọng trên một diện tích lớn hơn. Giá đỡ đó có thể được điều chỉnh để kiểm soát khe hở không khí một cách chính xác mà không gây quá áp lực cho một chất cách điện.

Những sai lầm phổ biến cần tránh

Một số lượng đáng ngạc nhiên các sự cố tại hiện trường xuất phát từ các quyết định có vẻ hợp lý trong quá trình thiết kế nhưng lại thất bại khi thiết bị được cấp điện.

• Mua theo màu sắc: Vỏ màu đen, đỏ và nâu có thể trông khác nhau, nhưng màu sắc không có ý nghĩa nội tại về điện. Luôn xác minh các giá trị CTI, UL94 và RTI từ chứng chỉ vật liệu.
• Bỏ qua vật liệu chèn: Một miếng thép nhẹ có thể bị ăn mòn từ từ bên trong khuôn, khiến vỏ bị nứt do áp suất bên trong. Miếng chèn bằng đồng thau tránh được vấn đề này trong hầu hết các môi trường.
• Giảm kích thước chiều cao hỗ trợ: Khi tủ bị chật hẹp về không gian thì chiều cao của lớp cách nhiệt là thứ đầu tiên cần giảm xuống. Điều này trực tiếp làm giảm đường rò và tăng nguy cơ phóng điện trong điều kiện bụi bặm.
• Siết quá chặt các bu lông lắp: Chất cách điện nhiệt rắn có thể bị nứt nếu mô-men xoắn kẹp quá cao, đặc biệt là với vòng đệm nhỏ. Thực hiện theo thông số mô-men xoắn của nhà sản xuất.
• Đặt các giá đỡ cách nhau quá xa: Thanh cái trông thẳng trong quá trình lắp đặt, nhưng trong thời gian ngắn mạch, dây dẫn chịu một lực đẩy tăng theo bình phương của dòng điện. Khoảng cách hỗ trợ không đủ dẫn đến uốn cong vĩnh viễn.

Bảo trì và kiểm tra

Chất cách điện thanh cái thường được coi là không cần bảo trì, nhưng việc kiểm tra trực quan trong 10 phút có thể phát hiện ra vấn đề trước khi chúng hỏng hóc. Tìm kiếm các dấu vết (các đường tối màu mỏng) trên bề mặt, các vết nứt xung quanh phần chèn và bất kỳ cặn màu trắng hoặc phấn nào cho thấy hoạt động phóng điện một phần. Trong môi trường ô nhiễm, hãy vệ sinh chất cách điện thường xuyên và vặn lại bu lông lắp sau chu kỳ nhiệt đầu tiên. Quét hồng ngoại của thiết bị đóng cắt có thể phát hiện các điểm nóng do kẹp thanh cái bị lỏng; nhiệt làm mất màu chất cách điện, nhưng lỗi thực tế thường nằm ở mối nối.

Danh sách kiểm tra lựa chọn cuối cùng

Khi bạn đã sẵn sàng chỉ định, hãy chuyển phần lựa chọn thành phần kiểm tra một trang: điện áp định mức và mức độ ô nhiễm; khoảng cách dây leo tối thiểu; tải trọng cơ học có hệ số an toàn; loại vật liệu và vật liệu chèn; đánh giá tính dễ cháy; và khả năng chịu ngắn mạch. Nếu thiếu bất kỳ giá trị nào trong bảng dữ liệu của nhà cung cấp, hãy yêu cầu giá trị đó trước khi phê duyệt thành phần. Sự khác biệt giữa chất cách điện hỗ trợ hệ thống của bạn trong nhiều thập kỷ và chất cách điện bị hỏng trong quá trình vận hành không phải ở giá cả; đó là sự xác minh.

Nếu bạn đang làm việc trên thanh cái hình ống hoặc hệ thống cách điện hoàn toàn và cần trợ giúp điều chỉnh việc bố trí chất cách điện cho phù hợp với dự án của mình, liên hệ với nhóm kỹ thuật của chúng tôi với kích thước thanh cái, điện áp và mức độ lỗi của bạn.