الدور والأهمية:
يعتبر العازل الكهربائي جزءًا حيويًا في الأنظمة الكهربائية، حيث يقوم بوظائف عدة منها دعم وحمل النواقل ومنع التيار الكهربائي من التسرب إلى الأرض عبر الأبراج أو الأعمدة المؤرضة. يعمل العازل كحاجز ذو مقاومة عالية جدًا، مما يمنع التدفق غير المرغوب للتيار ويحمي النظام الكهربائي من الأعطال الكهربائية.
المواد العازلة:
المواد العازلة المستخدمة يجب أن تتوافر بها مواصفات أساسية، نظرًا لأن فشل العوازل غالبًا ما يكون ناتجًا عن ظاهرة Flash Over (الوميض الكهربائي)، حيث يؤدي ارتفاع الجهد إلى حدوث قوس كهربائي يولد حرارة عالية تتسبب في تدهور العازل.
مواصفات العازل الكهربائي:
- قوة ميكانيكية عالية لتحمل قوى الشد ووزن النواقل.
- متانة عزل عالية (Dielectric Strength) لتحمل الإجهادات الكهربائية العالية.
- مقاومة عزل كبيرة لمنع تيارات التسرب الأرضي.
- نقاوة المواد العازلة وخلوها من الشوائب والمسامية لتجنب تدهور العزل.
- مقاومة نفاذ الرطوبة أو الغازات لضمان استمرارية العزل.
- ثبات الخصائص الفيزيائية والكهربائية مع تغير درجات الحرارة.
أنواع العوازل المستخدمة في الشبكات الهوائية
1. عازل البورسلين (الخزف) – Porcelain Insulator
- المواد: يُصنع من مزيج سيليكات الألومنيوم مع الكاولين والفلسبار والكوارتز للحصول على بورسلين مزجج.
- المميزات:
- سطح العازل يتميز بأنه مزجج وغير مسامي، مما يحسن من خصائصه العازلة ويمنع تدهور الأداء.
- يجب أن يكون خاليًا من الشوائب وفقاعات الهواء، حيث يمكن أن تؤثر هذه العيوب على خصائص العزل.
2. العازل الزجاجي – Glass Insulator
- المواد: الزجاج العازل المعالج يستخدم بشكل واسع في شبكات النقل والتوزيع.
- المميزات:
- متانة عزل عالية ومقاومة ميكانيكية ممتازة، مع قدرة عالية على تحمل قوى الشد مقارنة بالبورسلين.
- شفاف، مما يتيح رؤية الشوائب وفقاعات الهواء ويسمح باكتشاف العيوب بسهولة.
- عمر افتراضي طويل، حيث لا تتأثر خصائصه بعوامل التآكل أو الشيخوخة.
- أقل تكلفة من البورسلين.
- العيوب:
- سهولة تكاثف الرطوبة على سطح الزجاج، مما يسهل تراكم الأتربة والغبار عليه.
- القيود في الأشكال، حيث لا يمكن تصنيع أشكال غير منتظمة من الزجاج، مما يحد من استخدامه في التطبيقات ذات الجهد العالي المعقدة.
الخلاصة:
توفر العوازل الكهربائية حماية حيوية في أنظمة النقل والتوزيع، ويجب أن تتوافر بها متانة ميكانيكية وكهربائية عالية. يتم استخدام مواد مثل البورسلين والزجاج، ولكل منهما مزايا وعيوب وفقًا لخصائصه واحتياجات النظام الكهربائي.
