Avec le développement de l'industrie électrique, l'expansion continue de la capacité de transport et l'augmentation des niveaux de tension des lignes de transport et des sous-stations, les exigences en matière d'isolateurs dans les systèmes électriques deviennent de plus en plus strictes. Les isolateurs traditionnels en porcelaine ou en verre, utilisés depuis plus de 100 ans dans les lignes de transport à haute tension, présentent à la fois des avantages et des inconvénients. Ceux-ci incluent le fait d’être lourd et fragile, d’avoir une faible résistance à la pollution et d’être sujet à la rupture de l’isolation interne. Il existe donc un besoin urgent d’un nouveau type d’isolant pour remplacer les isolateurs traditionnels en porcelaine. Avec le développement rapide de l’industrie chimique et l’émergence de nouveaux matériaux composites, une nouvelle génération d’isolants fabriqués principalement à partir de matériaux organiques – les isolants composites – a vu le jour.
Les isolateurs composites constituent un excellent choix pour une installation facile ou pour une utilisation dans des zones présentant des niveaux de contamination élevés. Ils sont composés d’une structure composite composée de deux ou plusieurs types de matériaux organiques. Les isolateurs composites utilisés dans les réseaux électriques sont principalement des isolateurs de suspension en forme de tige.
La structure principale de l’isolant est représentée dans le schéma ci-dessous :
1. Raccords d'extrémité : Les raccords d'extrémité sont les parties métalliques de l'isolateur composite, servant de composants de transmission de charge mécanique. Ils relient l'isolateur à la tour et aux conducteurs, et leur qualité a un impact direct sur la résistance mécanique et les performances de l'isolateur composite.
2. Tige centrale : La tige centrale, également connue sous le nom de tige époxy renforcée de fibre de verre pultrudée, est la principale partie porteuse de l'isolateur composite et le composant principal de l'isolation interne. Il doit posséder une résistance mécanique élevée, d’excellentes propriétés isolantes et une stabilité à long terme. Le matériau de la tige centrale est généralement une tige pultrudée en fibre de verre unidirectionnelle renforcée par une résine. Il agit comme l'épine dorsale de l'isolateur composite, soutenant les hangars, fournissant une isolation interne, reliant les raccords d'extrémité et supportant les charges mécaniques. Avec une résistance à la traction généralement supérieure à 600 MPa, la tige centrale est deux fois plus résistante que l'acier ordinaire et 5-8 fois plus résistante que la porcelaine. De plus, il possède de bonnes propriétés diélectriques, une résistance chimique, une résistance à la fatigue en flexion, une résistance au fluage et une résistance aux chocs.
3. Hangars (Logement) : Les hangars ou logements forment la partie isolation externe de l'isolant composite. Leur rôle est de fournir une résistance élevée contre les contournements humides et contaminés, protégeant ainsi la tige centrale de l'exposition atmosphérique. Les hangars sont exposés aux conditions extérieures, aux intempéries et à la pollution industrielle, et peuvent souffrir de décharges d'étincelles ou d'érosion partielle par arc pendant leur fonctionnement. Par conséquent, les hangars doivent avoir une excellente résistance aux contournements anti-contamination, au cheminement et à l’érosion, ainsi qu’une résistance à l’ozone, aux températures élevées et au vieillissement atmosphérique.
Composant supplémentaire
Couche adhésive : La couche adhésive constitue l'interface entre la tige centrale et le boîtier, s'étendant entre les deux raccords d'extrémité. C'est un autre élément essentiel de l'isolation interne de l'isolant composite. Une mauvaise qualité d'adhésif peut devenir un point faible dans le fonctionnement de l'isolant.
Ces composants garantissent collectivement les performances d'isolation électrique, la résistance mécanique et la durabilité supérieures de l'isolateur composite, ce qui en fait un remplacement approprié pour les isolateurs en porcelaine traditionnels, en particulier dans les environnements à haute tension et pollués.