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Glasisolator für Freileitungen zur Stromübertragung und -verteilung

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Glas-Scheibenisolator

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Der Glasplattenisolator, auch als Härtglas-Hängeisolator oder Glas-Kappen-und-Stift-Isolator bekannt, ist ein Hochspannungsisolator, der in Freileitungen zur Stromübertragung und -verteilung eingesetzt wird, um Leiter elektrisch von Masten und Tragkonstruktionen zu trennen und gleichzeitig mechanischen Zugbelastungen standzuhalten.

Er wird aus gehärtetem (temperiertem) Glas in Kombination mit Metallkappen- und -stiftbeschlägen hergestellt und üblicherweise zu Isolatorketten für Mittel-, Hoch- und Höchstspannungs-Übertragungssysteme zusammengesetzt.

Hauptfunktionen
·Elektrische Isolierung: Verhindert den Stromfluss zwischen unter Spannung stehenden Leitern und geerdeten Übertragungsstrukturen.
·Mechanische Abstützung: Stützt Freileitungsleiter und hält dem Gewicht der Leiter, Windlasten und Zugkräften stand.
·Spannungsverteilung: Gewährleistet die Isolierung über große Übertragungsstrecken durch mehrere Scheibeneinheiten.
·Fehlererkennung: Ein Glasbruch ist visuell erkennbar, da beschädigte Scheiben vollständig zerbrechen.

Typische Anwendungsbereiche
·Hochspannungs-Freileitungen
·Extra-Hochspannungs-Übertragungsnetze (EHV)
·Aufhängemasten
·Zug- und Endmasten
·Verteilungsnetze
·Eisenbahn-Elektrifizierungssysteme
·Stromübertragungskorridore

Typische technische Spezifikationen
·Nennspannung: 11 kV – 1000 kV+
·Isolatorentyp: Aufhängungsscheibenisolator
·Material: Gehärtetes Glas
·Isolationsaufbau: Kappe-und-Stift-Konstruktion
·Einbau: im Freien
·Mechanische Festigkeit: 40 kN – 530 kN+
·Frequenz: 50 Hz / 60 Hz
·Montage: Strangmontage
·Verschmutzungsbeständigkeit: gemäß Kriechstreckenauslegung

Aufbau
Ein typischer Glasscheibenisolator besteht aus:
1. Körper aus gehärtetem Glas
·Bietet elektrische Isolierung
·Hohe Durchschlagfestigkeit
·Transparente Struktur ermöglicht Sichtprüfung
·Ausgelegt für mechanische und thermische Beanspruchungen
2. Metallkappe
·In der Regel aus verzinktem Stahl
·Verbindet den oberen Teil der Isolatorreihe
·Stellt die mechanische Verbindung zwischen den Einheiten her
3. Metallstift
·Verbindet den unteren Teil der Isolator-Einheit
·Überträgt die mechanische Zugbelastung
4. Zementverbindung
·Verbindet den Glaskörper mit den Metallbeschlägen
·Gewährleistet mechanische Stabilität
5. Schutzglasur
·Verbessert die Witterungsbeständigkeit
·Reduziert die Anhaftung von Verschmutzungen

Funktionsprinzip
Im Normalbetrieb:
·Die Glasscheibe sorgt für die Isolierung zwischen dem Leiter und dem Mast.
·Mehrere Scheiben sind in Reihe geschaltet, um der erforderlichen Systemspannung standzuhalten.
·Die mechanische Belastung wird über die Kappe- und Stift-Baugruppe aufgenommen.

Unter außergewöhnlichen Bedingungen:
·Der Isolator hält Blitzimpulsen und Schaltüberspannungen stand.
·Fällt eine Glaseinheit aus, zersplittert der Glaskörper, während die Metallbeschläge an Ort und Stelle verbleiben, was eine einfache Erkennung und einen einfachen Austausch ermöglicht.

Vorteile
·Hervorragende elektrische Isolationsleistung
·Einfache Sichtprüfung beschädigter Einheiten
·Hohe mechanische Festigkeit
·Lange Lebensdauer
·Stabile elektrische Eigenschaften
·Gute Alterungsbeständigkeit
·Selbstidentifizierender Ausfallmodus
·Geeignet für Hochspannungs-Übertragungsleitungen
·Hohe Beständigkeit gegenüber Temperaturschwankungen

Gängige Typen
1. Standard-Glasscheiben-Hängeisolator
·Wird für normale Übertragungsanwendungen eingesetzt
·Wird als vertikale Hängekette installiert
2. Verschmutzungsbeständiger Glasscheiben-Hängeisolator
·Erhöhter Kriechweg
·Einsatz in Küstengebieten und industriell verschmutzten Gebieten
3. Glasplattenisolator mit hoher mechanischer Festigkeit
·Ausgelegt für hohe Leiterbelastungen
·Einsatz in Übertragungsleitungen mit großen Spannweiten
4. Zug-Glasplattenisolator
·Einsatz an Winkelmasten und in Endpunktanwendungen

Typische Spannungsanwendungen
·11–33 kV Kurze Aufhängungsstränge
·66–132 kV Mehrscheiben-Stränge
·220 kV Etwa 12–16 Scheiben
·330–500 kV Längere Aufhängungsstränge
·765–1000 kV Extrlange EHV/UHV-Stränge

Anwendbare Normen
·IEC 60383 – Isolatoren für Freileitungen mit einer Nennspannung über 1000 V
·IEC 60305 – Isolatoren für Freileitungen – Keramik- oder Glasisolatoren für Wechselstromsysteme
·IEC 61109 – Verbundisolatoren für Wechselstrom-Freileitungen
·ANSI C29.2 – Nassverfahren-Porzellan- und Hartglas-Aufhängungsisolatoren

Typische Anwendungen nach Branche
·Stromversorger: Isolierung von Übertragungsleitungen
·Erneuerbare Energien: Netzanschluss-Übertragungsleitungen
·Eisenbahnsysteme: Oberleitungsnetze
·Industrielle Energieversorger: Private Hochspannungsnetze
·Stromübertragungsnetzbetreiber: EHV-/UHV-Freileitungen

Hauptmerkmale
·Isolierkörper aus gehärtetem Glas
·Aufhängungskonstruktion mit Kappe und Stift
·Hohe mechanische Zugfestigkeit
·Hervorragende elektrische Isolationsleistung
·Sichtbare Fehleranzeige
·Geeignet für Hoch- und Höchstspannungssysteme
·Lange Lebensdauer bei geringem Wartungsaufwand
·Weit verbreitet in globalen Übertragungsnetzen
·Entspricht den Normen IEC 60305 und IEC 60383