Ontot eristimet – löydä valmistajia ja toimittajia

Onttoeristimet ovat yleensä lieriömäisiä, sisäisesti onttoja runkoja, jotka on valmistettu eristävästä materiaalista - tyypillisesti keraamisista, silikonista tai komposiittimateriaaleista.

Ne on suunniteltu täyttämään korkeajännitejärjestelmien mekaaniset ja sähköiset vaatimukset. Ontelo mahdollistaa sähkölaitteiden, kuten katkaisijoiden, mittamuuntajien ja läpivientien, integroinnin tai läpiviennin sisälle ja varmistaa samalla sähköisen eristyksen ympäristöstä.

Alla on yleiskatsaus onteloeristimien rakenteeseen ja materiaaleihin, toimintatapaan ja käyttöön sekä yleiskatsaus niiden etuihin ja yleiskatsaus niihin kohdistuviin haasteisiin ja vaatimuksiin:

Onttojen eristeiden rakenne ja materiaalit:

Onttoeristimet koostuvat yleensä seuraavista osista:

1. Eristysrunko: Valmistettu posliinista, epoksihartsista tai silikonikomposiittimateriaalista (GRP).
2. Ulommat kylkiluut (suojukset): Lisäävät virtausmatkaa ympäristöön, estävät vuotovirtoja ja parantavat säänkestävyyttä.
3. Laipat päissä: Valmistettu metallista, kiinnittämistä varten muihin järjestelmän osiin ja sähköliitäntää varten.
4. Sisäosa (ontelo): Ilma- tai kaasutäytteinen, mahdollisesti varustettu teknisillä komponenteilla, esim. tyhjiökatkaisijoilla, antureilla tai antureilla.

Nykyaikaiset onteloeristimet valmistetaan usein niin sanottuina komposiitti-onteloeristiminä, joissa lasikuituvahvisteinen rakenne on yhdistetty säänkestävään silikonipäällysteeseen.

Miten onttoeristimet toimivat:

Onteloeristimen keskeisenä tehtävänä on tarjota sähköinen eristys jännitteisen sisäisen johtimen tai laitteen ja maadoitetun ympäristön välille. Se toimii ikään kuin suojavaipan tavoin ja varmistaa, ettei leimahduksia tai vuotovirtoja esiinny.

Ulompi kylkirakenne pidentää virtausmatkaa ja parantaa dielektristä lujuutta likaantumisen ja kosteuden, esim. sateen, pölyn tai teollisuushöyryjen vaikutuksesta. Sisäpuoli suojaa herkkiä asennuksia ympäristövaikutuksilta, mahdollistaa paineenalennuksen ja voi osaltaan lisätä sisäistä dielektristä lujuutta kaasutäytteisissä versioissa, esim. SF₆.

Onttojen eristeiden käyttö:

Onttoja eristeitä on lähes kaikkialla suurjänniteasennuksissa sekä ulkona että sisällä. Niiden käyttö on aina tarpeen, kun eristyksen lisäksi tarvitaan ontelo integroitua tekniikkaa tai läpivientejä varten. Tyypillisiä käyttöalueita ovat

1. Läpiviennit:
Korkeajännitemuuntajissa tai kytkinlaitteissa.
Maadoitettujen kotelon seinien läpi tapahtuviin syöttöjohtimien liitäntöihin.
Sisäisen johtimen ja maadoituspotentiaalin välisen eristyksen varmistaminen.

2. Mittamuuntajat ja anturit:
Jännite- tai virtamuuntajien integrointi sisälle.
Herkkien komponenttien suojaaminen ympäristön vaikutuksilta.
Kompaktin rakenteen parantaminen.

3. Kytkinlaitekotelot, esim. tyhjiökatkaisija:
Eristekuori ympäröi kytkinmekanismin.
Eristää liikkuvat kosketusosat kotelosta.
Suojaa ilmakehän häiriöiltä.

4. Kaasueristeiset kytkinlaitteet (GIS):
Käytetään osana kaasutiivistä kotelointia usein SF₆:n kanssa.
Integrointi monimutkaisiin modulaarisiin järjestelmiin.
Erittäin korkeat eristysvaatimukset pienessä tilassa.

5. Paineenalennus- ja suojaustoiminnot:
Räjähdyssuojatuissa tiloissa tai sisäisen valokaaren kanssa.
Ontelo mahdollistaa kohdennetun paineenpoiston määrättyjen aukkojen kautta.

Onttojen eristeiden edut:

• Painonpudotus verrattuna kiinteisiin eristimiin, joiden mekaaninen vakaus on vertailukelpoinen.
• Sisätila sähkökomponenttien tai johtimien integroimiseksi.
• Vähäinen huolto ja usein kestävämpi kuin avoimet järjestelmät.
• Parempi dielektrinen lujuus hallitun sisäisen eristyksen ansiosta.
• Suurempi mekaaninen kuormitettavuus ja samanaikainen sähköeristys.

Onttoja eristeitä koskevat haasteet ja vaatimukset:

Onttoihin eristeisiin kohdistuu erittäin korkeita vaatimuksia seuraavien seikkojen osalta:

• Mekaaninen lujuus: Erityisesti tuulikuormituksessa, oikosulkuvoimissa tai seismisissä vaikutuksissa.
• Sähköisen eristyksen lujuus: Jopa äärimmäisissä ympäristöolosuhteissa (salama, lika, kosteus).
• Tiiviys: Erityisesti kaasueristetyissä laitteissa (SF₆-tiiviys vaaditaan vuosikymmeniä)
• Osittaispurkauksista vapaa: Ei sallittuja sähköpurkauksia sisällä.
• Kestävyys ja UV-kestävyys: Erityisen tärkeitä ulkokäytössä.

Onttoeristeet ovat nykyaikaisen suurjänniteinfrastruktuurin välttämättömiä osia. Niiden kyky eristää turvallisesti korkeat jännitteet sekä suojata ja integroida sähkökomponentteja tekee niistä monipuolisia - muuntajista kytkinlaitteisiin. Niiden suunnittelu edellyttää tarkkaa insinööritaitoa erityisesti materiaalivalinnan, tiiviyden, sähkökentän jakautumisen ja mekaanisen kestävyyden osalta. Energiatekniikassa ne ovat keskeinen osa turvallisia ja kompakteja suurjänniteratkaisuja.

Seuraavassa on katsaus tärkeimpiin seikkoihin, jotka on otettava huomioon onttoja eristeitä hankittaessa:

Onttoja eristeitä hankittaessa - olipa kyse sitten suurjännitekytkinlaitteista, muuntajista tai kaasueristetyistä järjestelmistä - ei ole kyse vain sopivan tuotteen valinnasta vaan myös järjestelmän pitkän aikavälin turvallisuudesta, toimivuudesta ja kustannustehokkuudesta. Päätös vaikuttaa esimerkiksi käyttöturvallisuuteen, huoltokustannuksiin, käyttöikään ja säännösten noudattamiseen. Hyvin perusteltu valinta on siksi olennaisen tärkeää.

• Ensinnäkin on määriteltävä tarkasti, mihin käyttöjännitteeseen ja sovellukseen eriste on tarkoitettu. Onttoja eristeitä valmistetaan keskijännitealueille, esim. 12-36 kV, korkeajännitealueille 245 kV:iin asti ja erittäin korkeajännitealueille > 420 kV.
• Eristimen on vastattava sähköjärjestelmän jännitettä ja koko järjestelmän eristyskonseptia.
• Sijainnista riippuen, esim. kytkinlaitteisto, läpivienti, muuntajakotelo tai ulkoasennus, voidaan tarvita erilaisia eristemuotoja ja -tekniikoita.
• Onton eristeen on kestettävä mekaanisia voimia, kuten tuulikuormaa, omapainoa ja oikosulkuvoimia, sekä sähköisiä vaatimuksia, kuten salamaniskujännitteitä, jatkuvaa käyttöjännitettä ja kytkentäylijännitteitä. Tärkeitä seikkoja ovat
• Suunnittelu kansallisten ja kansainvälisten standardien, esim. IEC 62155 ja IEC 62231, mukaisesti.
• Riittävä virtausmatka (riippuen ympäristön pilaantumisluokasta).
• Mekaaninen lujuus: Taivutus-, paine- ja vääntölujuus.
• Suojaus osittaispurkauksia vastaan käyttöjännitteellä.
• Yhteensopivuus painekuormituksen kanssa SF₆- tai tyhjiötäytöllä.
• Materiaalityyppi vaikuttaa käyttäytymiseen, painoon, huoltovaatimuksiin ja käyttöikään. Valinnanvaraa on yleensä:
• Posliini: Vankka, hyväksi todettu, raskas, mutta hauraampi mekaanista rasitusta vastaan.
• Komposiittimateriaalit (GRP + silikonipinnoite): Kevyt, särkymätön, UV-kestävä, itsepuhdistuva, ihanteellinen nykyaikaisiin ulkoasennuksiin.
• Epoksihartsi: Käytetään usein sisätiloissa ja kompakteissa GIS-järjestelmissä, joiden lämpövaatimukset ovat rajalliset.
• Valinta riippuu suuresti sijainnista, ilmastorasituksesta ja huoltokäsitteestä.
• Absoluuttinen tiiveys on ratkaisevan tärkeää onttojen eristeiden osalta, joissa on kaasutäyttö, esim. SF₆, kuiva ilma tai integroidut kytkinlaitteet:
• Kestävät tiivistysjärjestelmät, esim. O-rengas, liimasaumat, metallitiivisteet.
• Tarkista vuotojen määrä, esim. SF₆ ≤ 0,5 % vuodessa.
• Kondenssiveden esto sisätiloissa.
• Mahdollisuus paineenalennukseen vikatilanteessa, esim. valokaari.
• Myös sisätilojen laitteiden, esim. huollon ja antureiden, saavutettavuudella on merkitystä.
• Onttojen eristeiden on kestettävä äärimmäisiä olosuhteita, erityisesti ulkoasennuksissa:
• UV- ja otsoninkestävät pinnat.
• Lämpötilan vaihteluiden ja pakkasen kestävyys.
• Likaantumisen kestävyys: esim. hydrofobiset pinnat silikonilla.
• Soveltuvuus erityisiin ympäristöihin: Teollisuus, rannikko, aavikko, vuoristo.
• Äärimmäisen likaantumisen sattuessa tarvitaan pidempiä virtausetäisyyksiä tai pinnoitettuja pintoja.
• Eristeen on oltava mekaanisesti ja sähköisesti yhteensopiva muiden komponenttien, kuten laippojen, koteloiden tai sähköjohtimien kanssa:
• Standardoidut laippamitat tai asiakaskohtaiset sovitukset.
• Reikäkuvio ja kiinnitysvaihtoehdot.
• Johtimien kohdistus ja läpivientipoikkileikkaus.
• Integrointi olemassa oleviin järjestelmiin tai kokoonpanoihin.
• Mittojen selkeys ennen ostoa estää myöhemmät muutoskustannukset tai seisokkiajat.
• Laadukkaan onteloeristeen käyttöiän tulisi olla vähintään 30 vuotta. Seuraavat seikat on otettava huomioon:
• Materiaalien ikääntymiskestävyys, esim. ei haurastumista tai halkeilua.
• Säänkestävä kuvarakenne.
• Todistettu pitkäaikainen kokemus vastaavista tuotteista.
• Valmistajan tiedot testisykleistä ja käyttöikäennusteista.
• Vaikka onttoja eristeet ovat yleensä vähän huoltoa vaativia, niiden rakenteen on mahdollistettava säännölliset silmämääräiset tarkastukset, mittaukset ja tarvittaessa puhdistus.
• Eristin olisi testattava ja sertifioitava standardien mukaisesti. Tärkeitä standardeja ovat
• IEC 62231 Onttoja komposiittieristimiä.
• IEC 62155 Sähkölaitteissa käytettävät ontot eristeet.
• ANSI, IEEE kansainvälisiä sovelluksia varten.
• Valmistajan on pystyttävä toimittamaan täydelliset testausselosteet sähköisestä, mekaanisesta, lämpö- ja ilmastokestävyydestä.
• Kokeneen ja luotettavan valmistajan valinta on ratkaisevan tärkeää.

Onttojen eristeiden hankinta edellyttää teknistä ymmärrystä, ennakkosuunnittelua ja kokonaisvaltaista näkemystä käyttöolosuhteista. Ihanteellinen ratkaisu ei välttämättä ole halvin, vaan sellainen, joka toimii luotettavasti vuosikymmeniä, vaatii vain vähän huoltoa ja sopii kokonaisjärjestelmään ongelmitta. Tiivis yhteistyö valmistajan ja tarvittaessa järjestelmän suunnitteluosaston kanssa on välttämätöntä täydellisen sopivuuden, turvallisuuden ja investointisuojan varmistamiseksi.

Onttoja eristeitä voi ostaa eri toimittajilta. Exportpagesista löydät kattavat tiedot onttojen eristeiden valmistajista ja toimittajista ympäri maailmaa.