Quelles sont les différences entre les broches et les poteaux isolants ?

Les isolateurs électriques dans les systèmes aériens de transmission et de distribution jouent un rôle essentiel en offrant un support électrique et mécanique. Deux des formes d’isolateurs les plus courantes comprennent l’isolateur à broches et l’isolateur à poteaux.

Leurs caractéristiques de performance sont différentes, bien qu’elles servent toutes deux le même objectif. Ce guide complet expliquera la différence entre un isolant à broches et un isolant pour poteaux pour vous aider à prendre des décisions éclairées comme un professionnel.

Qu'est-ce qu'un isolateur à broches ?

Définition et composants

Un isolateur à broche est un isolateur électrique fixé sur des poteaux électriques et attaché à une broche en acier ou en bois. Il supporte le conducteur, qui est attaché à la rainure supérieure à l'aide d'un fil de liaison. La construction peut être monobloc ou multi-pièces, selon le niveau de tension. Par exemple, les tensions supérieures à 11 kV utilisent des isolateurs à broches en plusieurs parties pour éviter les contournements.

Les isolateurs à broches sont généralement utilisés dans les systèmes basse et moyenne tension allant de 1 à 33 kV.

Les principaux composants comprennent :

• Corps : Le corps est en porcelaine, en verre ou en polymère. Un matériau typique est la porcelaine car elle est mécaniquement solide et résistante aux intempéries. Il contribue à offrir une protection électrique et réduit le risque de contournement dans les environnements humides.

Les isolateurs à broches ont un corps en verre facile à voir à travers et le polymère est léger et imperméable.

• Goupille en acier avec filetage en plomb : Le filetage du bloc isolant est maintenu par la tige métallique. Il est utilisé pour fixer l'isolateur à la traverse.

• Rainures : Les rainures sont utilisées pour maintenir le conducteur avec les fils de liaison.

• Raccords : les raccords sont constitués de pinces métalliques, de boulons et d'écrous qui maintiennent le conducteur à l'isolateur de broche. Ils maintiennent une liaison constante entre l'isolant et le conducteur.

• Ciment : Ce composant maintient la broche métallique sur le corps de l'isolateur et offre ainsi une bonne stabilité mécanique.

• Anneaux de gradation : Ce sont des anneaux conducteurs qui sont placés sur l'isolant vers le haut. Leur but est de diffuser le champ électrique et de diminuer le nombre de contraintes électriques. Ces pièces optionnelles agissent pour améliorer la distribution de tension de l'isolateur.

Application typique

Les isolateurs à broches sont couramment installés dans les réseaux de distribution. Ils conviennent pour :

• Lignes de distribution aériennes jusqu'à 33kV.

• Réseaux d'alimentation électrique ruraux et périurbains.

• Lignes électriques de courte portée avec un minimum de contraintes mécaniques.

• Transformateurs montés sur poteau

• Lignes d'alimentation basse tension

• Sous-stations pour fournir un support d'isolation

• Les chemins de fer pour un transport sûr et efficace

Avantages

• Sécurité : les isolateurs à broches offrent un haut degré d’isolation. Cela permet d'éviter les fuites de courant et de réduire le risque d'accidents électriques, garantissant ainsi une protection renforcée des équipements et du personnel.

• Performance fiable : les isolateurs à broches ont une excellente résistance mécanique et résistance à la corrosion. De plus, il possède des propriétés autonettoyantes pour garantir un fonctionnement fiable même dans des conditions environnementales difficiles.

• Simplicité : les isolateurs à broches ont une conception simple. Cela garantit qu’ils sont simples à fabriquer, à installer et à entretenir. Leur conception simple permet de réduire les erreurs d'installation. Ils peuvent ainsi être rapidement déployés dans les systèmes de distribution.

• Faible coût : les isolateurs à broches sont durables avec des exigences d'entretien minimales et de faibles coûts d'installation. Ainsi, ils sont rentables pour les systèmes électriques ou les projets abordables.

• Polyvalence : les isolateurs à broches peuvent répondre à de nombreux besoins d'installation. En d’autres termes, vous pouvez les utiliser dans un large éventail d’applications.

• Durabilité : En raison des matériaux avec lesquels ils sont construits, ils sont légers et recyclables. Ainsi, ils contribuent à un environnement durable.

Limites

• Plage de tension : des isolateurs à broches sont installés pour isoler les systèmes basse et moyenne tension. Les systèmes à tension plus élevée ne prennent pas en charge les isolateurs à broches, car ils nécessitent des lignes de fuite plus longues pour éviter les contournements.

• Résistance mécanique : les isolateurs à broches ont une résistance mécanique inférieure. En conséquence, cela pourrait entraîner une casse. La casse peut interrompre la transmission de puissance sauf si elle est fréquemment entretenue.

• Défaillances des isolants : ces éléments échouent en raison d'un défaut de fabrication ou de l'usure environnementale.

• Courant de fuite : l'accumulation de poussière, de saleté et d'humidité peut réduire l'efficacité des isolateurs à broches. Cela peut augmenter le risque de fuite électrique. En conséquence, un nettoyage et un entretien réguliers sont nécessaires pour résoudre ces problèmes.

• Limites d’espace : les isolateurs à broches sont grands. Ils ont donc besoin de suffisamment d’espace pour leur installation.

• Coût : Le coût d’installation et de maintenance des isolateurs à broches mérite d’être pris en compte. Les conditions environnementales peuvent également augmenter le coût de possession, ce qui le rend important si vous avez un budget limité.

• Besoins de maintenance : les isolateurs à broches construits avec des corps en porcelaine ou en verre sont sujets à la contamination. Ceux-ci doivent être nettoyés régulièrement pour éviter l’embrasement. Ceux qui utilisent des matériaux composites peuvent posséder une résistance à la contamination ; cependant, ils sont sujets au vieillissement et à la dégradation due aux UV.

Qu’est-ce qu’un isolateur de poteaux ?

Définition et composants

Un isolateur de poteau est un type d'isolateur électrique conçu pour être utilisé dans des applications à haute tension, notamment les sous-stations et les appareillages de commutation. Il est conçu avec plusieurs hangars pour résister à des contraintes mécaniques et électriques plus élevées et réduire le risque de contournement dans des conditions polluées.

Contrairement aux isolateurs à broches, les isolateurs de poteaux ne sont pas montés sur une broche. Ils sont montés sur la traverse ou sur la structure de la tour. Ils sont utilisés dans les systèmes électriques avec des tensions pouvant atteindre 1 100 kV.

Voici les composants de base des isolateurs de poteaux

• Corps : Le corps est soit en porcelaine solide, soit en composite. Cela lui confère une résistance mécanique ainsi qu’une isolation électrique. Les installations modernes utilisent largement des isolateurs de poteaux composites, après des tests de qualité.

• Embouts métalliques : ces raccords aident à sécuriser le montage sur les structures.

• Abris contre les intempéries : Ils sont conçus pour fournir une ligne de fuite plus longue pour une performance fiable.

• Composants de montage : des composants tels que des brides métalliques, des pinces ou des boulons sont utilisés pour monter l'isolateur sur l'équipement.

Application typique

• Lignes de transmission : des isolateurs de poteaux sont installés dans les pylônes de transmission pour fournir un support mécanique au conducteur dans des conditions météorologiques extrêmes. Ils sont idéaux pour les tensions supérieures à 150 kV.

• Lignes de distribution : En raison de leur excellente résistance mécanique et de leur durabilité, les poteaux isolateurs sont utilisés dans les lignes de distribution et de nombreux réseaux modernes.

• Sous-stations : les isolateurs de poteaux de station sont utilisés dans les sous-stations pour fournir un support et une isolation aux jeux de barres, aux sectionneurs, aux disjoncteurs et aux transformateurs. Ils sont érigés en position verticale afin d'isoler et de protéger les équipements électriques.

• Appareillage : Les équipements de commande et les appareillages haute tension sont équipés de post-isolateurs pour isoler les parties sous tension. Cela contribue à garantir un fonctionnement et une maintenance sûrs en évitant les courts-circuits.

• Équipement de test haute tension : ces isolateurs électriques sont utilisés dans les stations de test pour la protection et la sécurité haute tension. Ils offrent un bon système de support dans tous les tests électriques.

• Systèmes ferroviaires : ils sont utilisés dans les systèmes d'électrification ferroviaire pour soutenir les systèmes aériens et assurer une alimentation électrique sécurisée aux systèmes ferroviaires.

• Applications industrielles : ils sont également utilisés dans les environnements industriels pour protéger les équipements électriques lourds, tels que les générateurs, les moteurs et les convertisseurs, lorsqu'une résistance d'isolation élevée est nécessaire.

Avantages

• Haute résistance : les isolateurs de poteaux sont construits pour résister à de fortes forces mécaniques et électriques. C'est pourquoi ils conviennent aux environnements à forte demande.

• Résistance à la pollution : Ils sont construits avec des matériaux de qualité et durables pour offrir une résistance à la pollution, réduisant ainsi le risque de dégradation.

• Flexibilité : les isolateurs de poteaux ne sont pas de simples isolateurs de ligne. Des lignes de transmission aux sous-stations et aux appareillages de commutation, ces composants sont flexibles dans une variété d'applications.

• Durabilité : Ils sont très durables en service. Ainsi, ils nécessitent peu d’entretien et offrent d’excellentes performances dans le temps. C'est pourquoi ils constituent un choix privilégié pour les ingénieurs.

• Moins de contournement : les isolateurs de poteaux ont des lignes de fuite plus longues. Ainsi, ils réduisent considérablement le risque d’embrasement éclair, notamment dans les environnements humides ou météorologiques extrêmes.

• Rentables : Ils sont économiques car ils nécessitent de faibles coûts de maintenance et leur longévité les rend rentables, même si leur budget d’achat initial est assez élevé.

• Isolation électrique : les isolateurs de poteaux peuvent être utilisés pour isoler des tensions plus élevées telles que les lignes à très haute et ultra haute tension. Grâce à leur rigidité diélectrique, ils sont capables de supporter de lourdes charges mécaniques, telles que la pression du vent et la tension des conducteurs. Ils minimisent également les courants de fuite.

Limites

• Poids : Les isolateurs de poteaux sont encombrants et lourds. Ils nécessitent donc des structures de support plus solides.

• Risque de contamination : Dans les zones très polluées, des dépôts de poussière peuvent se former. Ceci, à son tour, affectera les performances, nécessitant un nettoyage régulier.

• Installation complexe : les isolateurs de poteaux n'ont pas une installation simple comme les isolateurs à broches. Leur montage nécessite un matériel de manutention particulier.

• Dommages de surface : Bien que les isolants de poteaux soient généralement durables, les types composites sont sujets aux dommages de surface, ce qui réduit les effets isolants.

• Fragilité : Les isolateurs de poteaux, en particulier ceux construits en porcelaine, sont fragiles. Cela signifie qu’ils sont susceptibles de se briser pendant le transport. Des précautions supplémentaires sont nécessaires lors de leur manipulation.

• Coût : Ils ont des coûts de matériaux élevés, en particulier ceux qui sont des résines composites et époxy.

• Exigences d'entretien : Il est vrai que les isolateurs de poteaux ne sont pas aussi souvent entretenus que les isolateurs à broches. Mais même dans les endroits les plus pollués, il est nécessaire d'effectuer des contrôles et des nettoyages périodiques.

Pin vs. Post Isolant : principales différences sous forme tabulaire

Comment choisir entre un isolant à broche et un isolant de poteau

• Niveau de tension : choisissez un isolant électrique adapté au niveau de tension du système que vous protégez. Pour les systèmes inférieurs à 33 kV, les isolateurs à broches sont idéaux. Cependant, ceux au-dessus de 33 kV bénéficient de l’isolation et de la résistance mécanique supérieures des isolateurs de poteaux.

• Facteurs environnementaux : les isolateurs à broches sont idéaux dans les environnements propres et secs. Les poteaux isolateurs sont utilisés dans les zones polluées ou le long des zones côtières car ils ont des lignes de fuite plus élevées.

• Contraintes mécaniques : si vos systèmes ont des portées courtes avec un minimum de vent, vous pouvez utiliser des isolateurs à broches. Si vos systèmes ont de longues portées, des conducteurs lourds ou fonctionnent dans des conditions météorologiques difficiles, vous avez besoin d'un isolant de poteau.

• Budget : les isolateurs à broches sont un choix approprié pour une installation simple à un coût abordable. Si vous recherchez un composant fiable et économique à long terme, utilisez un isolant de poteau.

• Performances à long terme : les isolateurs à broches n’ont pas de performances à long terme car ils sont fréquemment entretenus et remplacés. Les isolateurs de poteaux sont plus durables avec des taux de défaillance plus faibles.

FAQ

Quels sont les types d'isolants ?

Les types d'isolateurs les plus courants sont les isolateurs à broches, les isolateurs de suspension, les isolateurs de contrainte, les isolateurs de manille et les isolateurs de poteaux. Chacun de ces composants diffère par sa conception et son application, avec des objectifs distincts dans différentes applications.

Quel est l’autre nom d’un isolateur de poteaux ?

Un isolateur de poteau est également appelé isolateur de poteau de ligne. Ce nom spécifique est utilisé lorsqu'il est utilisé dans les lignes de transport ou de distribution. Lorsqu'il est utilisé dans les sous-stations pour contenir des transformateurs et des appareillages de commutation, il est également connu sous le nom d'isolateur de poteau de station. Généralement, il est également connu sous le nom d’isolant à distance.

Que sont 5 conducteurs et 5 isolants ?

Les cinq conducteurs courants sont l'argent, l'aluminium, le fer, le cuivre et le graphite. Ces conducteurs permettent au courant électrique de circuler. Cinq isolants sont le caoutchouc, le verre, le bois, le plastique et l'eau. Ce sont des isolants qui empêchent la circulation de l’électricité.

Quelle est la taille de l’isolant des broches et des poteaux ?

Les isolateurs de broches et de poteaux n’ont pas une dimension unique. Ils existent en différentes variantes en fonction de la tension nominale et de l'application. Pour un isolateur à broches, vous trouverez généralement des dimensions telles que 20 mm pour 11 kV, 24 mm pour 33 kV, etc. Pour les isolateurs de poteaux, la « taille » est large et peut aller de plusieurs centaines à plus de mille millimètres.

Quel isolant est utilisé en 33kV ?

Un isolateur à broches est utilisé dans les systèmes 33 kV, car ils sont considérés comme des systèmes moyenne tension. Il est monté sur les systèmes de distribution et les lignes de transmission courtes pour fournir un support.

Conclusion

La différence entre l'isolant à broche et l'isolant à poteau se résume aux scénarios d'application. Alors que les isolateurs à broches sont destinés aux réseaux basse à moyenne tension, les isolateurs à broches sont destinés aux réseaux haute tension. Cependant, les deux composants fournissent une assistance en cas de besoin. Connaître la différence entre eux peut contribuer à améliorer la sécurité des systèmes électriques.

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