Izolatoare de bare: tipuri, materiale, selecție, greșeli comune și standarde

Izolatoarele barelor colectoare rareori atrag atenția în timpul funcționării de rutină, până când o explozie distruge o secțiune de comutație sau un suport crăpat permite ca o bară să se afunde. Izolatorul este singura componentă care se află între un conductor sub tensiune la câteva mii de volți și cadrul împământat prin care trece. Obținerea corectă a materialului, a înălțimii și a evaluării mecanice nu este o idee ulterioară; este o decizie de proiectare care afectează spațiul liber, rezistența la scurtcircuit și fiabilitatea pe termen lung.

Ce face de fapt un izolator de bară de autobuz

Un izolator de bare colectoare este un suport neconductiv care montează și separă barele care transportă curent în interiorul aparatului de distribuție, canalelor de distribuție și a altor ansambluri de distribuție a energiei. Îndeplinește două roluri esențiale, iar inginerii ar trebui să le evalueze pe fiecare în mod independent.

Izolație electrică

Izolatorul trebuie să asigure o distanță de curgere suficientă și un spațiu liber între conductor și cadrul împământat pentru a rezista la tensiunea de frecvență de putere, impulsurile fulgerelor și tranzitorii de comutare. La fel de importantă este și rezistența la urmărire: atunci când suprafața este contaminată cu praf sau condens, curentul de scurgere poate forma căi carbonizate care, în cele din urmă, provoacă o fulgerare. Materialele cu un indice de urmărire comparativ (CTI) ridicat reduc acest risc.

Suport mecanic

Izolatorul suportă greutatea proprie a barei colectoare, gestionează forțele generate în timpul unui scurtcircuit și previne mișcarea laterală. Într-un sistem de bare tubulare, distanța dintre suport și rezistența în consolă a izolatorului determină în mod direct cât de mult se deviază conductorul sub vânt sau sarcină electromagnetică. Un izolator care arată bine pe hârtie, dar are o rezistență insuficientă la strivire poate eșua în timpul instalării sau sub un bus vertical greu.

Principalele tipuri de izolatoare de bare autobuz

Patru forme fizice domină majoritatea designurilor de aparate de comutație și cai de transport. Fiecare oferă un echilibru diferit de rezistență mecanică, cost și distanță de fuga.

Izolatoare conice

Izolatorii conici sunt obișnuiți în panourile de joasă tensiune și în tablourile de distribuție izolate cu aer de medie tensiune. Baza lor largă oferă o rigiditate mecanică bună, în timp ce partea superioară îngustă se află sub clema barei colectoare. Modelele conice folosesc adesea inserții metalice la ambele capete pentru o montare ușoară. O aplicație tipică este izolatorul de stâlp folosit pentru a susține barele tubulare din aluminiu în substații exterioare; înălțimea izolatorului și filetul de inserție trebuie să se potrivească cu clema barei colectoare și cu nivelul de tensiune. Când conductorul este o bară tubulară rigidă, post izolator este de obicei cea mai directă modalitate de a satisface atât cerințele mecanice, cât și cele electrice.

Producător de izolatoare post, fabrică de izolatoare de sisteme electrice În calitate de producător de izolatori post OEM din China și fabrica de sisteme electrice post izolatoare, Jiangsu Wopeng Power electrice personalizate profesionale... Vizualizare produs →

Izolatoare cilindrice

Formele cilindrice creează un câmp electric uniform de-a lungul suprafeței și sunt frecvent utilizate în aplicații cu tensiune mai mare, unde distanța de fuga trebuie maximizată. De asemenea, sunt mai ușor de curățat și inspectat. În aparatele de comutare închise, izolatoarele cilindrice au adesea un orificiu central pentru șuruburi și șocuri exterioare care măresc calea de scurgere.

Izolatoare de tip tambur

Izolatoarele în formă de tambur oferă o suprafață mare de sprijin și sunt utilizate în mod obișnuit pentru aplicații de bare dreptunghiulare grele și conducte de magistrală. Construcția lor permite ținerea mai multor conductori într-un spațiu compact, dar tind să ofere o distanță de curgere mai mică pe unitate de înălțime decât tipurile conice sau cilindrice.

Suporturi pentru bare colectoare multipolare

Acestea sunt blocuri turnate unice care susțin mai multe bare la o distanță fixă. Ele sunt deosebit de eficiente în sistemele de conducte de joasă tensiune, unde distanța dintre faze trebuie să rămână precisă chiar și sub forțele mari ale unui curent de scurtcircuit. Deoarece elimină hardware-ul de montare separat pentru fiecare fază, reduc timpul de asamblare și îmbunătățesc consistența. Un concept înrudit apare în instalațiile de bare tubulare, unde a suport fix prinde conductorul menținând în același timp un spațiu de aer definit și reducând momentul încovoietor pe izolator.

Producător de suporturi pentru bare personalizate, fabrica de suporturi pentru bare auto OEM Deoarece bara autobuz OEM din China acceptă producătorul și sistemele electrice bara autobuză acceptă fabrica, autobuzul personalizat profesional Jiangsu Wopeng Power... Vizualizare produs →

Materialele corpului: ceea ce intră de fapt într-un izolator

Carcasa unui izolator nu este doar un distanțier; trebuie să reziste la radiații UV, căldură, arc și abuz mecanic. Două familii de compuși termorigizi domină piața, iar o a treia abordare elimină complet problema izolatorului.

DMC (Compus pentru turnarea aluatului)

DMC este un poliester nesaturat armat cu fibră de sticlă, care poate fi turnat prin compresie în forme complexe. Oferă rezistență mecanică bună și rezistență la arc la un cost moderat, ceea ce îl face cel mai comun material pentru izolatoarele de bare colectoare de joasă tensiune și blocurile suport.

SMC (compus de turnare a foii)

SMC oferă o stabilitate dimensională mai mare, o contracție mai mică și o grosime a peretelui mai consistentă decât DMC. Este adesea selectat pentru corpuri plate mari sau părți care trebuie să păstreze toleranțe strânse. SMC tinde, de asemenea, să aibă o suprafață mai netedă, astfel încât acumulează mai puțină contaminare în mediile murdare.

Izolarea completă a conductorului ca alternativă

Unele modele de bare colectoare complet izolate adoptă abordarea opusă: în loc să se bazeze pe un izolator separat pentru a asigura toată izolarea electrică, conductorul însuși este acoperit cu un strat izolator continuu. În jurul conductorului este turnată cauciuc EPDM/silicon sau rășină epoxidică, ceea ce modifică complet coordonarea izolației și reduce foarte mult distanța de curgere necesară. Când evaluezi dacă sisteme de bare tubulare complet izolate sunt potrivite pentru proiectul dvs., principala comparație este clasa de izolație, complexitatea accesoriilor și rezistența pe termen lung la umiditate.

Proprietăți tehnice care contează în specificație

Cele patru proprietăți de mai jos separă un izolator fiabil pentru bară de o bucată ieftină de plastic turnat. O fișă de date poate enumera zeci de valori, dar acestea sunt cele care afectează aprobarea proiectării și fiabilitatea pe teren.

Un număr CTI mai mare înseamnă că izolatorul poate tolera condiții umede și contaminate fără a forma urme de suprafață. În medii tropicale sau de coastă, alegeți izolatori cu cel puțin CTI 600. Nivelul de inflamabilitate este deosebit de important în căile de transport închise, unde focul se poate răspândi rapid de-a lungul unei curse verticale. RTI arată dacă materialul își va păstra rezistența dielectrică ani după instalare la temperatura normală de funcționare.

Materialul de inserție face și parte din sistemul electric. Inserțiile din alamă rezistă la coroziune galvanică atunci când sunt asociate cu bare de cupru și oferă o conductivitate mai bună decât oțelul moale, motiv pentru care apar în majoritatea modelelor de înaltă fiabilitate.

Cum să selectați izolatorul corect al barei de bus

Un proces în șase pași este suficient pentru majoritatea aplicațiilor. Evită cele două mari erori: subdimensionarea rezistenței mecanice și alegerea înălțimii greșite.

1. Dimensiunea firului: Confirmați filetul șurubului de pe clema barei colectoare și cadrul de montare. Dimensiunile standard sunt M6, M8, M10 și M12; potriviți filetul inserției și lungimea filetului la grosimea barei colectoare.
2. Inaltime: Determinați distanța minimă de scurgere de la nivelul tensiunii și gradul de poluare. Pentru un sistem izolat de 12 kV într-un mediu interior tipic, aceasta înseamnă adesea o înălțime de 45-75 mm, dar consultați întotdeauna standardul dvs. de echipament.
3. Sarcina mecanica: Calculați greutatea totală a barei colectoare plus sarcinile impuse, cum ar fi forțele de scurtcircuit. Înmulțiți cu un factor de siguranță de cel puțin 1,5 și verificați dacă rezistența în consolă a izolatorului la capătul travei de sprijin este suficientă.
4. Nivel de tensiune: Separați selecția între sistemele de joasă tensiune (<1 kV), de medie tensiune (3,6-40,5 kV) și de înaltă tensiune. Distanța de izolare și cerințele de finisare a suprafeței diferă dramatic.
5. Mediu: Instalațiile exterioare expuse la raze UV, sare, ploaie sau praf necesită un CTI mai mare, o mai bună stabilizare UV și, eventual, șocuri de silicon. În climatele tropicale, umiditatea accelerează urmărirea, deci materiale precum EPDM/izolație din cauciuc silicon Producător de bare tubulare din cauciuc siliconic EPDM de înaltă tensiune, fabrică În calitate de producător și fabrică de bare tubulare tubulare din cauciuc siliconic EPDM de înaltă tensiune OEM din China, Jiangsu Wopeng Power profesionist personalizat de înaltă vo... Vizualizare produs → sau încapsularea epoxidică poate fi o alegere mai fiabilă pe termen lung.
6. Nivel de scurtcircuit: Verificați rezistența electrodinamică a întregului aranjament. O bară colectoare susținută pe izolatoare distanțate prea mult una dintre ele se va devia sub o defecțiune cu șuruburi și se poate deforma permanent. Majoritatea standardelor acceptă o solicitare maximă de încovoiere în bara sub limita de curgere a materialului în timpul primului curent de vârf.

Pentru barele tubulare, interfața mecanică este adesea mai ușor de dimensionat cu un suport de sprijin dedicat care împrăștie sarcina pe o suprafață mai mare. Acest suport poate fi ajustat pentru a controla cu precizie spațiul de aer, fără a suprasolicita un singur izolator.

Greșeli frecvente de evitat

Un număr surprinzător de defecțiuni pe teren provin din decizii care par rezonabile în timpul proiectării, dar eșuează odată ce echipamentul este alimentat.

• Cumpărare numai după culoare: Carcasele negre, roșii și maro pot arăta diferit, dar culoarea nu are o semnificație electrică intrinsecă. Verificați întotdeauna valorile CTI, UL94 și RTI din certificatul de material.
• Ignorând materialul inserției: O inserție de oțel moale se poate coroda lent în interiorul matriței, forțând carcasa să se crape din cauza presiunii interne. Inserțiile din alamă evită această problemă în majoritatea mediilor.
• Subdimensionarea înălțimii suportului: Când un dulap este îngust în spațiu, înălțimea izolatorului este primul lucru care trebuie redus. Acest lucru reduce direct fluxul și crește riscul de erupție în condiții de praf.
• Strângerea excesivă a șuruburilor de fixare: Izolatoarele termostabile se pot crăpa dacă cuplul de strângere este prea mare, în special cu o șaibă mică. Urmați specificațiile de cuplu ale producătorului.
• Amplasarea suporturilor prea departe unul de altul: Bara colectoare arată drept în timpul instalării, dar în timpul unui scurtcircuit conductorul experimentează o forță de respingere care crește odată cu pătratul curentului. Spațierea insuficientă între sprijin duce la îndoire permanentă.

Întreținere și inspecție

Izolatoarele barelor de distribuție sunt adesea tratate ca fără întreținere, dar o inspecție vizuală de zece minute poate identifica probleme înainte ca acestea să devină defecțiuni. Căutați urme de urmărire (linii subțiri întunecate) pe suprafață, crăpături în jurul insertului și orice depuneri albe sau cretas care indică o activitate de descărcare parțială. În medii poluate, curățați izolatoarele în mod regulat și strângeți din nou șuruburile de montare după primul ciclu de încălzire. Scanările în infraroșu ale aparatului de comutare pot dezvălui puncte fierbinți cauzate de clemele de bare colectoare slăbite; căldura decolorează izolatorul, dar defectul real este de obicei la conexiune.

Lista de verificare a selecției finale

Când sunteți gata să specificați, transformați selecția într-o verificare de o pagină: tensiunea nominală și gradul de poluare; distanta minima de fuga; sarcina mecanica cu factor de siguranta; tipul de material și materialul de inserție; rating de inflamabilitate; și rezistență la scurtcircuit. Dacă lipsește vreo valoare din fișa de date a furnizorului, solicitați-o înainte de a omologare componenta. Diferența dintre un izolator care vă susține sistemul de zeci de ani și unul care eșuează în timpul punerii în funcțiune nu este prețul; este verificarea.

Dacă lucrați la o bară tubulară sau un sistem complet izolat și aveți nevoie de ajutor pentru a adapta aranjamentul izolatorului la proiectul dvs., contactați echipa noastră de ingineri cu dimensiunea barei, tensiunea și nivelul defecțiunii.