送電鉄塔の碍子は、地上から見ると、逆さまの傘をきれいに並べてつないだように見えます。これらは、導体を鉄塔から吊り下げ、しっかりと固定し、そして最も重要なこととして、活電線を接地された鋼鉄構造物から電気的に絶縁します。
しかし、なぜこの形なのでしょうか？あの広がった「傘」は実際に何をするのでしょうか？
1. 隠された指標：沿面距離
傘を取り除くと、滑らかな円筒になります。同じ高さでも、表面に沿った経路ははるかに短くなります。電力工学では、その表面経路を「沿面距離」と呼びます。これは、絶縁材料の表面に沿って2つの導電性部分の間に測定される最短距離です。沿面距離高電圧線には厳格な絶縁性能が求められます。傘を追加すると、表面経路がジグザグになり、長くなります。同じ軸方向の長さで、より長い沿面距離が得られます。碍子の表面が濡れて汚染物質で覆われている場合、その追加距離は表面に沿った「トラッキングやフラッシュオーバー」に抵抗するのに役立ちます。
トラッキングやフラッシュオーバー2. 傘のデザインは雨や汚染にも関係します屋外の碍子は、必然的にほこり、塩、産業廃棄物を集めます。雨や霧がこれらの汚染物質を湿らせ、導電性の膜を形成します。漏れ電流が増加し、深刻な状況下では、表面に沿ってフラッシュオーバーが発生する可能性があります。
傘のデザインは、次の2つの方法でこれに対抗します。
日よけ:
外側に広がった傘は、下の表面を直接の雨から保護し、碍子の一部を乾燥した状態に保ちます。
- 排水溝: 隣接する傘の間の空間は、水が溜まるのではなく、流れ落ちる経路を提供します。
- しかし、傘は完全な保護ではありません。沿岸の塩霧地帯や重工業地域では、碍子は特定の汚染クラス（IEC 60815）に基づいて選択する必要があります。傘が多いほど自動的に絶縁が良くなるわけではありません。傘の直径、間隔、数はすべて計算されます。大きすぎる傘や間隔が悪すぎる傘は、湿気を閉じ込めたり、自己洗浄能力を低下させたりすることさえあります。3. 線路によって異なる碍子
電圧、汚染レベル、高度によって、さまざまな種類の碍子が見られます。
種類
コア素材
| 主な特徴 | 磁器 | 電気セラミック |
|---|---|---|
| 複数のディスクユニットを連結した構造。実績があるが、重く、壊れやすい。 | 強化ガラス | 強化ガラス |
| ディスクユニット。内部故障時に自己破損するため、目視検査が容易。 | 複合 | ガラス繊維強化樹脂コアロッド + シリコーンゴム傘 |
| 軽量、高い疎水性（水が連続的な膜を形成せずに水滴になる）、優れた汚染性能 | シリコーンゴムの「疎水性」はゲームチェンジャーです。水は表面に連続的な導電性膜を形成しにくいため、汚染や湿潤条件下での絶縁が大幅に向上します。そのため、沿岸、砂漠、工業地帯の回廊では複合碍子がますます選ばれています。 | 疎水性 |
4. すべての傘は工学的に設計されています傘の直径、間隔、数は任意ではありません。これらは次のように計算されます。システム電圧
汚染度（塩、ほこり、産業排出物）
高度（空気密度が外部絶縁に影響）
- 地域の気候（降雨、霧、着氷）
- 適切に設計された碍子連は、沿面距離、重量、自己洗浄能力、機械的強度をバランスさせています。一つでも不適切なサイズの傘は、汚染が蓄積しフラッシュオーバーが始まる弱点となる可能性があります。
