Why Are Power Suspension Insulators Disc Shaped?

Poder suspensão disco isoladorSão em forma de disco devido a uma combinação de considerações de projeto elétricas, mecânicas e ambientais:

Distância aumentada da creepage: A forma do disco cria um caminho mais longo ao longo da superfície (distância da creepage), dificultando o vazamento de corrente elétrica. Vários discos em uma string estendem ainda mais esse caminho, acomodando níveis de tensão mais altos adicionando mais discos.

Derramamento de água: O design do disco permite que a água da chuva escorra pelas bordas, evitando filmes de água contínuos que possam conduzir eletricidade. Isso reduz as correntes e mantém a eficácia do isolamento.

Força mecânica: Os discos distribuem o esforço mecânico uniformemente, apoiando o peso de linhas elétricas ao suportar forças ambientais como o vento. Sua forma e arranjo em cordas fornecem flexibilidade e durabilidade.

Modularidade: os discos podem ser empilhados em série, permitindo níveis de isolamento personalizáveis para diferentes tensões. Essa modularidade oferece escalabilidade econômica.

Distribuição do Campo Elétrico: Bordas arredondadas minimizam a concentração do campo elétrico, reduzindo o risco de descarga corona e perda ou dano de energia associado.

Fabricação e resistência à contaminação: Os discos são mais fáceis de moldar a partir do vidro, com superfícies lisas ou sulcos que resistem ao acúmulo de contaminação. Este projeto também ajuda a derramar sujeira e poluentes.

Padronização histórica: Com o tempo, a forma do disco provou ser ótima através da experimentação, levando à sua adoção generalizada em isoladores de vidro e cerâmica.

Esses fatores coletivamente garantem isolamento confiável, integridade estrutural e longevidade em diversas condições ambientais.

Aqui estão algumas perguntas e respostas relacionadas que se expandem no tópico deLinha elétrica isoladoresE seu design:

Q1: Por que o vidro e a cerâmica são comumente usados para isoladores?
R: O vidro e a cerâmica são não condutores, resistentes às intempéries e mecanicamente robustos. Eles resistem a correntes de fuga superficiais, suportam altas tensões e resistem a estressores ambientais (radiação UV, oscilações de temperatura e poluição). O vidro também permite a inspeção visual de rachaduras, enquanto a cerâmica oferece resistência mecânica superior.

Q2: Por que não usar um único isolador sólido em vez de vários discos?
R: Um único isolador sólido exigiria um tamanho impraticável grande para lidar com altas tensões. Vários discos em uma "corda" permitem modularidade: cada disco adiciona isolamento (distância de infiltração) e as lacunas de ar entre eles interrompem potenciais arcos elétricos. Este design também é mais leve e barato de fabricar.

Q3: Como a tensão se relaciona com o número de discos em uma string?
A: Cada disco segura tipicamente 10-15 quilovolts, segundo o projeto. Por exemplo:
11 kV linhas: 1-2 discos.
Linhas 230 kV: 12-15 discos.
Linhas de tensão mais alta (por exemplo, 500 kV) usam cordas mais longas (20 discos) para evitar flashovers.