Com o desenvolvimento da indústria de energia, a expansão contínua da capacidade de transmissão e o aumento dos níveis de tensão das linhas de transmissão e subestações, os requisitos para isoladores nos sistemas de energia estão se tornando mais rigorosos. Os isoladores tradicionais de porcelana ou vidro, usados há mais de 100 anos em linhas de transmissão de alta tensão, apresentam vantagens e desvantagens. Estes incluem ser pesado e frágil, ter baixa resistência à poluição e ser propenso à quebra do isolamento interno. Portanto, há uma necessidade urgente de um novo tipo de isolador para substituir os tradicionais isoladores de porcelana. Com o rápido desenvolvimento da indústria química e o surgimento de novos materiais compósitos, surgiu uma nova geração de isoladores feitos principalmente de materiais orgânicos – isoladores compósitos.
Os isoladores compostos são uma excelente escolha para fácil instalação ou para uso em áreas com altos níveis de contaminação. Eles são compostos por uma estrutura composta feita de dois ou mais tipos de materiais orgânicos. Os isoladores compostos usados em redes elétricas são principalmente isoladores de suspensão em forma de haste.
A estrutura principal do isolador é mostrada no diagrama abaixo:
1. Acessórios finais: Os acessórios finais são as partes metálicas do isolador composto, servindo como componentes de transmissão de carga mecânica. Eles conectam o isolador à torre e aos condutores, e sua qualidade impacta diretamente na resistência mecânica e no desempenho do isolador composto.
2. Haste central: A haste central, também conhecida como haste epóxi reforçada com fibra de vidro pultrudada, é a principal parte de suporte de carga do isolador composto e o principal componente do isolamento interno. Deve possuir alta resistência mecânica, excelentes propriedades de isolamento e estabilidade a longo prazo. O material da haste do núcleo é tipicamente uma haste pultrudada de fibra de vidro unidirecional reforçada com resina. Ele atua como a espinha dorsal do isolador composto, sustentando os galpões, fornecendo isolamento interno, conectando as conexões finais e suportando cargas mecânicas. Com uma resistência à tração geralmente superior a 600 MPa, a haste central é duas vezes mais forte que o aço comum e 5-8 vezes mais forte que a porcelana. Além disso, possui boas propriedades dielétricas, resistência química, resistência à fadiga por flexão, resistência à fluência e resistência ao impacto.
3. Galpões (Alojamento): Os galpões ou alojamentos formam a parte de isolamento externo do isolador composto. Sua função é fornecer alta resistência contra descargas úmidas e contaminadas, protegendo a haste central da exposição atmosférica. Os galpões estão expostos a condições externas, suportando condições climáticas adversas e poluição industrial, e podem sofrer descargas de faíscas ou erosão parcial por arco durante a operação. Portanto, os galpões devem ter excelente resistência à descarga anti-contaminação, resistência ao rastreamento e à erosão, bem como resistência ao ozônio, altas temperaturas e envelhecimento atmosférico.
Componente Adicional
Camada adesiva: A camada adesiva é a interface entre a haste central e o alojamento, estendendo-se entre os dois acessórios finais. É outra parte crítica do isolamento interno do isolador composto. A má qualidade do adesivo pode se tornar um ponto fraco na operação do isolador.
Esses componentes garantem coletivamente o desempenho superior de isolamento elétrico, resistência mecânica e durabilidade do isolador composto, tornando-o um substituto adequado para isoladores de porcelana tradicionais, especialmente em ambientes poluídos e de alta tensão.