Sứ Cách Điện Thủy Tinh Cao Áp: Tất Cả Những Điều Bạn Cần Biết

Sứ cách điện thủy tinh cao áp, còn gọi là sứ thủy tinh tôi nhiệt, là một linh kiện cách điện dùng trong các đường dây truyền tải và phân phối điện cao thế. Sứ thường được lắp thành chuỗi để đỡ dây dẫn và ngăn dòng điện bị rò rỉ. Loại sứ này bắt đầu được sản xuất từ những năm 1950 và đến nay vẫn được sử dụng rộng rãi nhờ vào độ bền cơ học cao và khả năng cách điện vượt trội.

Cấu Tạo Sứ Cách Điện Thủy Tinh

Một chiếc sứ cách điện thủy tinh bao gồm: một đĩa thủy tinh đã tôi nhiệt, nắp và chốt bằng thép mạ kẽm nhúng nóng, và một chốt khóa bằng thép không gỉ, được liên kết bằng keo xi măng chịu lực cao.

Quy Trình Sản Xuất Sứ Cách Điện Thủy Tinh

1. Chuẩn bị nguyên liệu - 2. Nung chảy - 3. Ép khuôn - 4. Ủ nhiệt - 5. Tôi nhiệt (tăng độ bền) - 6. Kiểm tra chất lượng - 7. Lưu kho và vận chuyển

Đồ thị dây sản xuất cho sứ cách điện thủy tinh

Sứ Cách Điện Thủy Tinh Hoạt Động Như Thế Nào?

Hỗ trợ cơ học
Sứ cách điện thủy tinh chịu được các tải trọng như lực kéo, gió, và băng tuyết nhờ vào:

• Thủy tinh tôi nhiệt – Tăng độ bền và đảm bảo sự ổn định cho đường dây.
• Cấu hình chuỗi – Nhiều đơn vị được lắp nối tiếp nhau để đáp ứng các mức điện áp và tải trọng khác nhau.
• Tính năng tự vỡ – Khi bị hư hỏng, thủy tinh sẽ vỡ vụn nhưng các bộ phận kim loại vẫn giữ kết nối, tránh làm gián đoạn hệ thống.

Cách điện
Sứ cách điện thủy tinh ngăn chặn dòng điện cao áp bị rò xuống cột hoặc tháp thông qua:

• Vật liệu có điện trở cao – Thủy tinh không dẫn điện nên ngăn dòng điện hiệu quả.
• Khoảng cách rò tăng cường – Thiết kế dạng đĩa giúp kéo dài đường đi bề mặt để giảm hiện tượng phóng điện do ô nhiễm.
• Khả năng chống ô nhiễm – Bề mặt nhẵn giúp hạn chế bám bụi, giảm nguy cơ phóng điện.

Cách Chọn Sứ Cách Điện Thủy Tinh Phù Hợp: 3 Yếu Tố Quan Trọng

1. Bản vẽ và thông số kỹ thuật

Khi chọn sứ thủy tinh, bạn nên xem xét các thông số kỹ thuật sau:

• Chiều dài đường rò định danh: Càng dài càng giúp ngăn hiện tượng rò điện do phân cực bề mặt.
• Tải trọng phá hủy cơ học tối thiểu: Ví dụ 120kN (như trong bản vẽ).
• Kích thước khớp nối phù hợp: Giúp dễ dàng lắp ghép chuỗi sứ ổn định.
• Phụ kiện mạ kẽm nhúng nóng: Giúp chống ăn mòn và kéo dài tuổi thọ.

Bạn có thể chọn tiêu chuẩn IEC hoặc ANSI tùy theo yêu cầu dự án truyền tải và phân phối điện. Để đặt mua sứ cách điện thủy tinh, chỉ cần gửi bản vẽ và thông số kỹ thuật cho nhà sản xuất để kiểm tra và báo giá.

2. Chọn theo cấp điện áp đường dây

Việc lựa chọn sứ cách điện thủy tinh cần dựa theo điện áp của đường dây. Bạn có thể tham khảo bảng dưới đây để biết thêm chi tiết:

Theo kinh nghiệm hơn 20 năm của Gaoya Power trong việc cung cấp sứ cách điện thủy tinh.

• Với đường dây 220kV: nên dùng loại có lực cơ học tối thiểu 160kN
• Với đường dây 500kV trở lên (siêu cao áp): thường dùng loại có lực cơ học từ 300kN trở lên

3. Xem xét điều kiện môi trường

Tùy môi trường sử dụng mà nên chọn loại sứ phù hợp:

• Sứ tiêu chuẩn: Dùng trong khu vực ít ô nhiễm và điều kiện khí hậu bình thường.
• Sứ chống ô nhiễm: Dùng trong môi trường có sương muối, độ ẩm cao hoặc ô nhiễm nặng – có đường rò dài hơn để tránh phóng điện.
• Sứ khí động học: Thích hợp vùng khô cát, nơi có gió bụi mạnh – thiết kế dạng khí động học giúp giảm bám bụi và nước mưa.
• Sứ tiêu chuẩn cho vùng lạnh: Dùng trong môi trường cực lạnh, ít ô nhiễm, vẫn có thể sử dụng sứ thông thường.

Chất ô nhiễm ảnh hưởng như thế nào đến sứ cách điện thủy tinh cao áp?

Các chất ô nhiễm như bụi, khí thải công nghiệp, hơi muối và phân chim có thể làm suy giảm hiệu suất của sứ cách điện thủy tinh theo nhiều cách khác nhau:

• Giảm khả năng cách điện & hình thành lớp dẫn điện trên bề mặt
  Độ ẩm kết hợp với chất bẩn trên bề mặt tạo thành một lớp dẫn điện, làm tăng dòng rò và có thể dẫn đến phóng điện hồ quang hoặc phóng điện đánh thủng.
• Nguy cơ phóng điện do ô nhiễm
  Trong điều kiện ẩm ướt hoặc sương mù, các chất ô nhiễm làm giảm điện trở bề mặt, khiến điện áp cao dễ phá vỡ lớp không khí cách điện và gây ra hiện tượng phóng điện ngắn mạch đột ngột.
• Tăng dòng rò và tổn thất điện năng
  Sự hình thành đường dẫn điện liên tục từ chất ô nhiễm ướt sẽ làm tăng dòng rò, dẫn đến tổn hao điện năng, quá nhiệt và đẩy nhanh quá trình lão hóa của sứ.

4 Giải pháp giảm tác động của ô nhiễm lên sứ cách điện thủy tinh cao áp

• Sử dụng sứ cách điện chống ô nhiễm
  Được thiết kế với chiều dài đường rò lớn, loại sứ này kéo dài đường đi của dòng rò trên bề mặt, giúp giảm nguy cơ phóng điện.
• Vệ sinh định kỳ
  Rửa bằng nước áp lực cao hoặc vệ sinh thủ công giúp loại bỏ chất bẩn tích tụ và duy trì hiệu suất cách điện ổn định.
• Phủ lớp chống ô nhiễm
  Các lớp phủ như cao su silicone có khả năng kỵ nước tốt, hạn chế hấp thụ độ ẩm và giảm nguy cơ phóng điện do ẩm ướt.
• Tối ưu hóa cấu hình chuỗi sứ
  Tăng số lượng đơn vị sứ trong chuỗi sẽ nâng cao mức độ cách điện tổng thể và giảm ảnh hưởng của môi trường ô nhiễm.

Tại sao nên chọn sứ cách điện thủy tinh cao áp?

• Độ bền cơ học cao và an toàn
  Sứ cách điện thủy tinh cao áp được tôi nhiệt, có khả năng chịu kéo cực tốt. Chúng dễ dàng chịu được lực kéo của đường dây, phù hợp cho các tuyến truyền tải dài và khu vực có gió mạnh. Các sản phẩm tiêu chuẩn thường có lực kéo từ 40kN đến 300kN, đảm bảo hệ số an toàn cao.
• Bề mặt nhẵn – Hạn chế tích bụi
  Bề mặt sứ thủy tinh rất trơn nhẵn, giúp giảm bám bụi. Nhờ đó, hiệu suất cách điện của chúng vượt trội so với sứ gốm hoặc sứ polymer, đặc biệt trong các khu vực ô nhiễm vừa và nặng.
• Tự vỡ khi hỏng – Dễ kiểm tra và bảo trì
  Khi có sự cố hoặc hỏng hóc nội bộ, sứ thủy tinh sẽ tự vỡ thành nhiều mảnh nhỏ (gọi là hiện tượng tự nổ), nhưng các phần kim loại vẫn giữ kết nối. Điều này giúp nhân viên dễ dàng phát hiện bằng mắt thường, nâng cao tốc độ kiểm tra và hiệu quả bảo trì.
• Tuổi thọ dài và chi phí vận hành thấp
  Sứ cách điện thủy tinh có khả năng chống lão hóa và suy giảm hiệu suất rất tốt. Khác với sứ gốm, chúng không bị giảm hiệu suất điện theo thời gian. Với tuổi thọ trung bình hơn 30 năm, chúng yêu cầu bảo trì tối thiểu, giúp tiết kiệm đáng kể chi phí vận hành dài hạn.
• Thân thiện với môi trường và có thể tái chế
  Thủy tinh là vật liệu trơ, không độc hại và có thể tái chế 100% trong ngành công nghiệp sản xuất kính. Ngoài ra, các bộ phận kim loại (như chụp, chốt và khóa) đều có thể tái chế. Phần xi măng liên kết sau khi nghiền nhỏ còn có thể được sử dụng làm cốt liệu bê tông tái chế (RCA) trong xây dựng.