Isolant Électrique

Isolant Électrique

31 mars 2022 0 Par Bruno

Un isolant électrique (voir plus) est également appelé isolant de puissance, c’est un composant essentiel dans les systèmes de lignes aériennes et de lignes de transmission, il est généralement monté sur les tours d’alimentation, les poteaux ou d’autres structures pour empêcher le courant électrique de circuler vers les régions indésirables à partir des conducteurs aériens.

L’isolant du système d’alimentation peut également être utilisé sur le poteau téléphonique.

Le matériau de l’isolant électrique est différent des autres tels que les conducteurs et les semi-conducteurs, les charges électriques ne circulent pas librement lorsqu’elles traversent l’isolant électrique.

Matériaux isolants électriques

Il existe différents types de matériaux utilisés pour la fabrication d’isolants électriques pour les lignes aériennes.

Les matériaux les plus courants comprennent la porcelaine, la céramique, le caoutchouc de silicium, le polymère et le verre.

Chacun de ces matériaux isolants a des propriétés isolantes physiques distinctes. Il est essentiel de connaître les propriétés de chaque matériau isolant électrique avant de le choisir.

Types d’isolants électriques

les isolateurs électriques pour lignes électriques sont divisés en types suivants: isolant de type broche, isolant de type poteau, isolant de contrainte, isolant de suspension, isolant de type manille (également appelé isolant de bobine) et isolant de hauban qui sont utilisés dans un large éventail d’applications.

Selon le volume de courant, les isolateurs sont divisés en isolateurs basse tension, isolants moyenne tension ou isolants haute tension. Ils sont conçus pour s’adapter aux lignes électriques et rester stables.

Guide ultime de l’isolant de ligne électrique

Selon les statistiques crédibles sur les accidents de lignes électriques, de nombreuses personnes sont tuées en entrant en contact avec les lignes électriques sous tension. Ces sombres statistiques constituent les passants normaux et même les personnes qui travaillent sur les installations de lignes électriques. D’après les statistiques, il a été découvert que la plupart de ces décès auraient pu être évités par l’utilisation d’isolateurs de lignes électriques aériennes.

Vous gérez un projet de transport d’énergie à haute tension? Ensuite, les isolateurs de lignes aériennes devraient être parmi vos principales priorités. Dans ce guide, nous allons examiner tout ce que vous devez savoir sur les isolateurs de puissance haute tension.

  • Qu’est-Ce Qu’un Isolant Électrique?
  • Matériaux Isolants Électriques
  • Types D’isolateurs Utilisés Dans La Ligne De Transmission
  • Caractéristiques Des Lignes De Transmission Isolateurs
  • Facteurs À Prendre En Compte Lors Du Choix Des Isolateurs De Lignes Électriques Aériennes
  • Conception De L’isolant, Normes Et Paramètres De Fonctionnement

Qu’est-ce qu’un isolant de ligne électrique aérienne?

Simplement défini, un isolant électrique est un type de matériau dont les charges électriques internes ne circulent pas librement. La résistance au flux de charges rend impossible la conduite d’un courant électrique même lorsque le champ électrique les traverse.

Par rapport à d’autres matériaux tels que les semi-conducteurs et les conducteurs, qui conduisent le courant plus facilement. La propriété clé qui fait qu’un isolant se démarque est sa résistivité. Techniquement, les isolants ont une résistivité plus élevée que les semi-conducteurs ou les conducteurs.

Les isolateurs sont utilisés dans les équipements électriques pour soutenir et séparer les conducteurs électriques sans permettre au courant de les traverser.

Un isolant utilisé en vrac pour envelopper des câbles électriques ou d’autres équipements est appelé isolation.

Le terme isolant est également utilisé pour désigner les supports isolants qui sont attachés à la distribution d’énergie électrique ou aux lignes de transmission aux poteaux de services publics et aux tours de transmission.

Ils supportent la charge des fils suspendus sans permettre au courant électrique de circuler à travers la tour jusqu’au sol.

Matériaux isolants électriques

Lors de l’achat d’isolateurs électriques pour lignes électriques, il est essentiel de savoir de quoi ils sont faits. Bien que tous les isolants soient destinés à empêcher la circulation du courant électrique, leur niveau d’isolation a tendance à varier.

Les matériaux les plus couramment utilisés pour la fabrication d’isolants de lignes électriques sont le verre, la porcelaine et les polymères composites. Passons un peu de temps à examiner chacun de ces matériaux et vous serez en mesure de décider lequel est le meilleur pour vous.

  1. Isolant en verre:

On pense que le verre est le matériau le plus ancien qui a été utilisé pour fabriquer des isolants pour la ligne électrique aérienne. Bien que la porcelaine ait ensuite été adoptée pour les isolants haute tension, le verre est toujours utilisé à ce jour.

Le verre a une résistance diélectrique plus élevée que la porcelaine grâce au processus de recuit utilisé pour leur fabrication. Il présente également une résistivité élevée à l’électricité tout en ayant un faible coefficient de dilatation thermique.

Avec les deux termes, cela signifie simplement que le verre restera comme un bon isolant malgré la transmission d’un courant élevé. En termes de chaleur, les propriétés isolantes du verre ne peuvent pas être facilement affectées par les températures extérieures.

La haute résistance à la traction du matériau en verre l’empêche de chauffer en cas de températures élevées. La nature transparente du matériau en verre vous permet de détecter facilement les impuretés et les bulles d’air.

Le verre a une durée de vie plus longue que la porcelaine. Il peut servir son rôle pendant des années sans dégrader ses propriétés électriques ou mécaniques. Cela fonctionne bien, en particulier pour le verre trempé.

En termes de coût, les isolants en verre sont moins chers que les isolants en porcelaine et en polymère composite.

  1. Isolants en porcelaine

La porcelaine est le matériau le plus préféré pour les lignes aériennes de transmission. Bien sûr, il y a de nombreuses raisons derrière cette popularité massive de ce matériau isolant électrique.

La porcelaine est fabriquée à partir d’une combinaison de matériaux, notamment l’argile, le silicate d’aluminium, le quartz et même le feldspath. Le matériau est ensuite recouvert d’une glaçure lisse qui offre une protection contre l’humidité, la poussière et d’autres impuretés.

En tant que l’un des meilleurs matériaux isolants, la porcelaine n’a aucun niveau de porosité. Cela aide à préserver sa force diélectrique. Les fabricants d’isolants en porcelaine s’assurent également qu’il n’y a pas de bulles et d’impuretés pouvant affecter la propriété isolante de ce matériau.

L’un des principaux avantages du matériau en porcelaine en tant qu’isolant est qu’il ne contient pas de fissures ni même de trous. Cela aide à maintenir sa résistance d’isolation élevée.

La porcelaine se vante également d’une résistance diélectrique élevée qui peut atteindre 60 kV / cm.

La flexibilité du matériau en porcelaine est une autre raison principale de sa popularité. Ce matériau peut être facilement coulé dans n’importe quelle forme ou conception. Faire la même chose sur le verre peut être assez technique.

La capacité de survivre dans différentes conditions augmente la polyvalence de ce matériau isolant. Contrairement au verre, la structure interne de la porcelaine ne sera pas facilement affectée par les changements de température drastiques.

  1. Isolant polymère

Également connu sous le nom d’isolant composite, ce matériau isolant aérien comprend une résine époxy, de la fibre de verre et un noyau en forme de tige qui est correctement recouvert de hangars du polymère.

La tige est fixée avec de l’acier galvanisé aux deux extrémités. Différents hangars de polymères sont utilisés sur ce matériau en fonction du domaine d’application. Certains des polymères utilisés comprennent le caoutchouc, les résines époxy, l’éthylène, le téflon et le monomère d’éthylène-propylène.

L’un des avantages des isolants en polymère est leur légèreté. Ils peuvent être facilement transportés sans se casser ou être endommagés. Leur légèreté signifie également qu’ils exerceront une charge minimale sur le câble électrique.

Les isolants en polymère présentent également une résistance élevée à la traction et sont très flexibles. Ce sont les meilleurs isolants pour les zones qui connaissent des niveaux élevés de pollution de l’environnement.

Le principal inconvénient des isolants en polymère est qu’ils ont tendance à subir des fuites de courant. Cela se produit lorsque l’humidité pénètre dans l’isolant.

Alors, quel est le meilleur matériau pour l’isolant de ligne électrique? Parmi les trois matériaux d’isolants électriques énumérés, nous avons vu que chacun a des avantages et des inconvénients.

Cela signifie qu’il n’y a rien de tel que les « meilleurs » isolateurs.

Cependant, il existe certains paramètres que tout matériau isolant pour ligne électrique devrait respecter. Ceux-ci sont;

  • Haute résistance mécanique pour supporter la charge
  • Haute résistance électrique pour éviter les fuites de courant
  • Le matériau isolant doit être non poreux
  • Le matériau doit être exempt d’impuretés

Une fois que vous êtes d’accord avec ces propriétés, vous pouvez aller de l’avant et vérifier d’autres propriétés.

Types d’isolants aériens

Il existe trois principaux types d’isolants de lignes électriques. Il s’agit de :

  • Isolateurs à broches
  • Isolateurs de poteaux
  • Isolateurs de séjour
  • Isolateurs de suspension
  • Isolateurs de contrainte
  • Isolateurs de manille

Examinons chacun de ces types d’isolants de lignes électriques aériennes et voyons ce qu’ils ont.

Isolateurs de type 1.Pin

Ces isolateurs sont utilisés pour soutenir les lignes électriques basse tension. Une pièce de cet isolant peut être utilisée sur un conducteur qui transporte 11KV. Sinon, ces isolateurs sont généralement utilisés sur des câbles entre 25KV et 44KV. L’isolant en quatre pièces peut même être utilisé sur des conducteurs de 66KV.

Un isolant typique à quatre broches comprend plusieurs coques disposées en parallèle avant d’être montées sur une tour ou un poteau. La conception des jupons de ces isolants doit être telle que les parties intérieures resteront toujours sèches même lorsque la section extérieure est mouillée. Cela aide à prévenir les fuites électriques.

Le dessus de l’isolant permet au conducteur d’être lié dans une rainure qui est ensuite soutenue par une broche galvanisée. Un dé à coudre aide à prévenir le contact direct entre la porcelaine et l’épingle.

Avantages de l’isolant de type Pin

  • Moins cher que les autres types d’isolants
  • Facile à construire
  • Fournit un moyen efficace de soutenir les conducteurs

Inconvénients de l’isolant de type Pin

Ils ne conviennent que pour une tension inférieure à 50KV. Sinon, ils sont encombrants pour les tensions supérieures à 50KV.

2.Isolant de poteau

Les isolateurs de poteaux de ligne sont montés sur le poteau électrique de la ligne de transmission.

Selon l’utilisation et la position qu’il a installée sur le poteau, les isolateurs de poteau de ligne sont divisés en plusieurs types: isolateurs de poteau de ligne supérieure de cravate, isolateurs de poteau de ligne horizontale et verticale, isolateurs de poteau de ligne sous bras et isolateurs de poteau de ligne supérieure de serrage.

3. Isolant de séjour

L’isolant de hauban est un type d’isolant de contrainte, il est largement utilisé dans les lignes à moyenne et basse tension pour les zones rurales et ferroviaires. L’isolant de hauban est également appelé isolant de hauban ou isolant d’œuf.

4.Isolant de type suspension

Si votre conducteur aérien transmet une haute tension, vous avez besoin d’un meilleur isolant. Les isolateurs de type suspension peuvent être le bon isolant pour votre conducteur. Il est bon pour isoler les conducteurs haute tension.

Les isolateurs de suspension peuvent isoler des conducteurs jusqu’à 400KV.

En termes de construction, l’isolant de suspension comprend des disques en porcelaine qui sont bien disposés en série pour former une structure en forme de corde.

Le conducteur est suspendu à l’extrémité inférieure tandis que l’autre extrémité est fixée au bras sur la tour ou le poteau. Le nombre d’isolants en porcelaine sur l’arrangement dépendra de la tension de travail.

Avantages des isolateurs de type suspension

  • Si un isolant tombe en panne, il peut être remplacé car les autres isolateurs restent intacts
  • Moins cher pour les tensions de fonctionnement élevées
  • L’arrangement offre un fonctionnement flexible
  • La capacité isolante peut être augmentée en ajoutant plus d’isolants

-Fournit une protection contre la foudre lorsqu’il est utilisé avec une tour en acier.

5.Isolant de contrainte

Également connus sous le nom d’isolants de tension, les isolateurs de contrainte sont utilisés lorsque le conducteur est soumis à une tension élevée lorsqu’il est suspendu sur des sections particulières. Ces zones comprennent des courbes abruptes, des extrémités de rivière et des impasses.

Dans de telles zones, il est probable qu’il y ait un changement soudain de direction du câble. L’isolant joue le rôle de réduction de la tension.

La conception des isolateurs de contrainte lui confère une résistance physique et des propriétés diélectriques importantes. Deux isolateurs ou même plus peuvent être utilisés dans le cas où la tension dépasse la limite attendue.

Les isolateurs de contrainte sont idéaux pour la transmission de puissance à haute tension. Sinon, vous devriez envisager d’utiliser un isolant de manille.

6.Isolant de manille

Aussi connu sous le nom d’isolant de bobine, le manille est généralement utilisé pour les lignes électriques basse tension. Il est toujours considéré comme une alternative à l’isolant de contrainte seulement qu’il a une capacité inférieure. Il peut être connecté verticalement ou horizontalement.

La conception de l’isolant de manille comprend un trou qui garantit que la charge est également répartie dans toutes les directions

Les isolateurs de manille sont de moins en moins populaires ces dernières années, car de plus en plus de gens adoptent l’utilisation de câbles d’alimentation souterrains.

Le fil de liaison est utilisé pour fixer le conducteur dans l’isolant.

Caractéristiques des lignes de transmission Isolateurs

Voici quelques caractéristiques distinctes des isolateurs a choisir.

  • Léger: Bien qu’ils soient fabriqués à partir de matériaux de qualité, ces isolants ont un poids minimal. Cela les rend faciles à manipuler par rapport à la plupart des isolants en céramique conventionnels.
  • Haute résistance aux chocs: Les isolateurs dans le système d’alimentation sont de qualité pour s’assurer qu’ils ne sont pas affectés par un impact physique. Cette fonctionnalité les rend idéales pour différents types d’environnements. Ils sont également testés contre les chocs et les vibrations.
  • Résistance haute tension: Comme prévu, les isolants peuvent résister à la haute tension. Cela les rend applicables à tous les types de système d’alimentation électrique.
  • Conceptions personnalisées: Bien que les isolants soient disponibles dans des conceptions standard, vous êtes libre de demander des conceptions personnalisées, et l’electricien d’urgence clichy les utilisera. Tout ce dont vous avez besoin est de nous envoyer les informations sur le design souhaité.
  • Perméabilité à l’air: Ces isolants présentent une excellente perméabilité à l’air. Cela signifie simplement qu’ils permettent un flux d’air continu à travers eux. Le but de la perméabilité est la gestion de la chaleur, en particulier sur les lignes de transport d’électricité à haute tension.
  • Solide et durable: les isolants sont robustes et construits pour durer longtemps. Ils attirent également un coût d’entretien minimal.

Facteurs à prendre en compte lors du choix des isolateurs de lignes aériennes

Comme nous l’avons vu, il existe différents types d’isolateurs de lignes électriques aériennes. Chaque isolant est livré avec ses propriétés uniques. Alors, quel est le bon isolant pour ma ligne électrique?

Il y a plusieurs facteurs qui peuvent vous aider à acheter les meilleurs isolateurs à vendre. Ils comprennent;

  • La tête de tension : C’est la tension qui traverse le conducteur.
  • La distance entre les pôles. Vous devez vérifier si la distance est longue ou non avant de choisir l’isolant.
  • Le matériau de l’isolant. Certains matériaux conviennent à certaines conditions et pas à d’autres.
  • Propriétés diélectriques des isolants
  • Condition environnementale. Des facteurs tels que la température, la pluie, la neige et l’humidité peuvent affecter les propriétés isolantes de certains matériaux. Vous devez donc évaluer soigneusement où vous vivez avant de choisir un matériau isolant.
  • Le coût de l’isolant. Bien que cela puisse sembler un problème mineur, il est important de considérer le prix de l’isolant avant d’acheter. L’achat d’isolants bon marché peut sembler une option viable, mais ce n’est pas toujours la meilleure chose à faire. Contactez le fabricant d’isolants de lignes aériennes pour confirmer leurs prix.

Conception de l’isolant, normes et paramètres de fonctionnement

Il existe des paramètres spécifiques des isolants aériens qui affecteront directement ses performances, son efficacité et sa durabilité. Ces paramètres peuvent être mécaniques, physiques et électriques.

Facteurs mécaniques>

En plus d’empêcher les fuites électriques, les isolants sont conçus pour fournir un soutien mécanique. Pour cette raison, les propriétés mécaniques de l’isolant doivent être au point. Cela s’applique à tous les types d’isolants.

La norme CEI 60797 est l’une des normes utilisées pour traiter des propriétés mécaniques d’un isolant. Il prend en compte des facteurs tels que la charge maximale qui peut être supportée par les isolateurs. Par exemple, les isolateurs de suspension sont généralement étiquetés en fonction de leur capacité de charge mécanique (charge mécanique de suspension)

Facteur électrique

Les propriétés électriques d’un isolant sont généralement déterminées par l’espacement entre le matériau isolant et la distance d’arc.

Certains des paramètres électriques incluent la fréquence de puissance sèche et la résistance aux impulsions.

La capacité de tension de l’isolant relève également de facteurs électriques. IEC 60071- recommande la tension standard des isolateurs électriques aériens