من الأرض، تبدو سلسلة العوازل على برج الإرسال وكأنها صف مرتب من المظلات المقلوبة المربوطة معًا. إنها تعلق الموصل من البرج، وتحافظ عليه في مكانه بقوة، والأهم من ذلك، تبقي السلك الحي معزولًا كهربائيًا عن الهيكل الفولاذي المؤرض.
ولكن لماذا هذا الشكل؟ ماذا تفعل تلك "المظلات" المتوهجة في الواقع؟
إذا أزلنا المظلات، نحصل على أسطوانة ملساء. على نفس الارتفاع، يكون المسار السطحي أقصر بكثير. في هندسة الطاقة، يسمى هذا المسار السطحيمسافة الزحف— أقصر مسافة مقاسة على طول المادة العازلة بين جزأين موصلين.
تتطلب خطوط الجهد العالي أداء عزل صارمًا. تضيف المظلات مسارًا سطحيًا متعرجًا وممتدًا. ضمن نفس الطول المحوري، تحصل على مسافة زحف أطول. عندما يكون سطح العازل رطبًا ومغطى بالتلوث، تساعد هذه المسافة الإضافية في مقاومةالتتبع والوميضعلى طول السطح.
تجمع العوازل الخارجية حتمًا الغبار والملح والرواسب الصناعية. يرطب المطر أو الضباب هذه الملوثات، مكونًا طبقة موصلة. يزداد تيار التسرب، وفي الظروف القاسية، يمكن أن يحدث وميض على طول السطح.
يكافح تصميم المظلة هذا بطريقتين:
- التظليل:تظلل المظلات المتوهجة للخارج الأسطح السفلية من المطر المباشر، مما يحافظ على جفاف أجزاء من العازل.
- فجوات التصريف:توفر المساحات بين المظلات المتجاورة مسارًا للماء ليجري بدلاً من التجمع.
لكن المظلات ليست درعًا كاملاً. في المناطق الساحلية ذات الضباب الملحي أو المناطق الصناعية الكثيفة، يجب اختيار العوازل بناءً على فئة التلوث المحددة (IEC 60815). المزيد من المظلات لا يعني تلقائيًا عزلًا أفضل - يتم حساب القطر والتباعد وعدد المظلات جميعها. يمكن للمظلات الكبيرة جدًا أو ذات التباعد السيئ أن تحبس الرطوبة أو تقلل من التنظيف الذاتي.
سترى أنواعًا مختلفة من العوازل اعتمادًا على الجهد ومستوى التلوث والارتفاع:
| النوع | مادة القلب | الخصائص الرئيسية |
|---|---|---|
| الخزف | سيراميك كهربائي | وحدات قرصية متعددة في سلسلة؛ سجل حافل، ثقيل، هش |
| الزجاج المقوى | زجاج مقسى | وحدات قرصية؛ تنكسر ذاتيًا عند حدوث خطأ داخلي لسهولة الفحص البصري |
| مركب | قضيب قلب من الراتنج المقوى بالألياف الزجاجية + مظلات مطاطية سيليكونية | خفيف الوزن، كاره للماء عالي (يتكور الماء بدلاً من تكوين طبقة مستمرة)، أداء ممتاز في التلوث |
يعدكراهية الماءلمطاط السيليكون تغييرًا جذريًا. لا يمكن للماء تكوين طبقة موصلة مستمرة بسهولة على سطحه، مما يحسن العزل بشكل كبير في الظروف الملوثة والرطبة. لهذا السبب يتم اختيار العوازل المركبة بشكل متزايد للممرات الساحلية والصحراوية والصناعية.
قطر المظلة وتباعدها وعددها ليست اعتباطية. يتم حسابها من:
- جهد النظام
- درجة التلوث (الملح والغبار والانبعاثات الصناعية)
- الارتفاع (كثافة الهواء تؤثر على العزل الخارجي)
- المناخ المحلي (الأمطار والضباب والجليد)
