హై-వోల్టేజ్ ఇనులేటర్లో సిలికోన్ రబ్బర్: విశేషాలు, వర్గీకరణలు, మరియు అనువర్తనాలు

19వ శతాబ్దం యొక్క రెండవ పాల్లనుండి, ఉన్నత-వోల్టేజ్ విద్యుత్ ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్లకు అనుగుణమైన మీనింగ్ పదార్థాలు కేవలం స్థాయి మరియు గ్లాస్ మాత్రమే. 1940ల నుండి, పాలిమర్ పదార్థాల తోడ్పడి, స్థాయి మరియు గ్లాస్ ఎక్కువ ప్రధాన ఎంపికలు కాకుండా అయ్యాయి, ఇది యూరోప్ మరియు అమెరికాలో దేశాలను పాలిమర్ ఇన్స్యులేటర్ల గురించి పరిశోధనలను ప్రారంభించాలనుకుంది. తర్వాత, విద్యుత్ ఇన్స్యులేటర్ల భౌతిక లక్షణాలు, విద్యుత్ లక్షణాలు, దీర్ఘకాలిక స్థిరత, మరియు అత్యుత్తమ ఆకారాల గురించి విస్తృత అధ్యయనాలు చేయబడ్డాయి, మరియు ఉత్పత్తి కష్టం కొనసాగించింది.

స్థాయి మరియు గ్లాస్ కి ప్రతిస్థాపన చెందిన హై-మాలెక్యులర్-వెయిట్ పదార్థాల మధ్య, సిలికోన్ రబ్బర్ 1960ల నుండి వ్యవహారిక ప్రయోగ లక్షణాలను చూపించింది మరియు వివిధ పాలిమర్ల మధ్య ప్రఖ్యాతి పొందింది. సిలికోన్ రబ్బర్ ఇన్స్యులేటర్లు స్థాయి ఇన్స్యులేటర్లకు పోల్చినప్పుడు ఎన్నో ప్రయోజనాలను అందిస్తాయి: మొదట, వాటి హల్కవంతమైనవి, సులభంగా నిర్వహించవచ్చు, మరియు సురక్షితం; రెండవది, స్థాయి ఇన్స్యులేటర్లు ప్రభావం కలిగినప్పుడు విచ్ఛిన్నం అవుతాయి, అయితే సిలికోన్ రబ్బర్ ఇన్స్యులేటర్లు వాహనాల పోల్ ట్యాక్సీల వంటి యాంత్రిక షాక్లను చక్కటిగా ప్రతిహతం చేయవచ్చు.

ఇతర పాలిమర్ పదార్థాలు కూడా మునుపటి ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంటాయి, కానీ సిలికోన్ రబ్బర్ మాత్రమే చాలా తక్కువ పరిసర పరిస్థితి పరిస్థితులను కలిగి ఉంటుంది. పాలిమర్ ఇన్స్యులేటర్లు జలప్రతిరోధకం, జల బోబ్బుల కారణంగా లిక్విడ్ కరెంట్ మరియు సర్ఫేస్ ఆర్కింగ్‌ను నివారిస్తాయి. అలాగే, సిలికోన్ రబ్బర్ ఇన్స్యులేటర్ల హైడ్రోఫోబిసిటీ మరియు మరియు ఇతర పాలిమర్ ఇన్స్యులేటర్ల కంటే వేగంగా పునరుద్ధారణ చేయబడుతుంది, అత్యంత కఠిన పరిస్థితులలో దీర్ఘకాలిక ఉపయోగం కోసం ఒక స్థిరమైన పదార్థంగా ఉంటుంది. ఈ వ్యాసం ఉన్నత-వోల్టేజ్ విద్యుత్ ఇన్స్యులేషన్ కోసం ఉపయోగించే సిలికోన్ రబ్బర్ లక్షణాలను వివరిస్తుంది మరియు చాలా తాజా అభివృద్ధి రుజువులను పరిచయం చేస్తుంది.

1. సిలికోన్ రబ్బర్ లక్షణాలు

1.1 సిలోక్సేన్ బంధం యొక్క రసాయన లక్షణాలు

1.1.1 రసాయనిక స్థిరమైన బంధం

సిలికోన్ రబ్బర్ యొక్క ప్రధాన శరీరం సిలోక్సేన్ (Si-O) బంధాలను కలిగి ఉంటుంది. Si (1.8) మరియు O (3.5) మధ్య విద్యుత్ నిష్క్రియత యొక్క చాలా తేడా కారణంగా, పోలారైజ్డ్ నిర్మాణం ఏర్పడుతుంది, పటం 1 (ముందుకు వెళ్ళినది) చూపించినట్లు, ఇయనిక్ బంధ లక్షణాలను ప్రదర్శిస్తుంది. అందువల్ల, Si-O బంధ శక్తి C-C (టేబుల్ 1 చూడండి) కంటే ఎక్కువ ఉంటుంది. అతిరిక్తంగా: (1) ప్రధాన శరీరం యొక్క ఐఓనిక్ స్వభావం కారణంగా, సైడ్ శరీరాలలో మెథిల్ C-H గ్రూపుల పోలారీటీ తగ్గించబడుతుంది, వేరే రసాయనిక పరమాణువుల ఆక్రమణం కంటే తక్కువ సంబంధం ఉంటుంది, అందువల్ల చాలా ఉత్తమ రసాయనిక స్థిరతను ప్రదానం చేస్తుంది; (2) ఎందుకంటే Si సులభంగా డబుల్ లేదా ట్రయిపిల్ బంధాలను ఏర్పరచదు, ప్రధాన శరీరం విఘటనకు తక్కువ సంబంధం ఉంటుంది, మరియు Si-C బంధాలు చాలా స్థిరంగా ఉంటాయి, అందువల్ల సిలికోన్ రబ్బర్ ప్రధాన శరీరం యొక్క స్థిరతను మరింత పెంచుతుంది.

1.1.2 ఉత్తమ లక్షణాలుగా ఉన్న పాలిమర్

సిలోక్సేన్ (Si-O-Si) బంధ కోణం పెద్దది (130°–160°), ఇది ప్రజైవిక పాలిమర్లు (C-C బంధ కోణం ~110°) కంటే ఎక్కువ స్వచ్ఛందతను ప్రదానం చేస్తుంది. అదేవిధంగా, Si-O బంధ పొడవు (1.64 Å) C-C (1.5 Å) కంటే ఎక్కువ. ఇది ప్రత్యేక పాలిమర్ మాలెక్యులు యొక్క మొత్తం మోబైలిటీ మరియు సులభంగా వికృతం చేయబడుతుంది.

1.1.3 హెలికల్ నిర్మాణం

పాలిసిలోక్సేన్ యొక్క హెలికల్ నిర్మాణం కారణంగా, ప్రధాన శరీరంలోని సిలోక్సేన్ బంధాలు ఐఓనిక్ ఆకర్షణ ద్వారా అంతరంగంగా వచ్చు, అతిరిక్తంగా బాహ్య వైపు మెథిల్ గ్రూపులు మధ్య క్షీణ రసాయనిక పరస్పర చర్యలు, అందువల్ల క్షీణ రసాయనిక బలాలు ఉంటాయి.

1.2 సిలికోన్ రబ్బర్ లక్షణాలు

విభాగం 1.1 లో వివరించబడిన రసాయన లక్షణాల ఆధారంగా, సిలికోన్ రబ్బర్ ఉన్నత-వోల్టేజ్ విద్యుత్ ఇన్స్యులేషన్ కోసం క్రింది లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది.

1.2.1 ఉష్ణత మరియు శీతానుభూతి రహితత్వం

ఎక్కువ బంధ శక్తి మరియు ఉత్తమ రసాయనిక స్థిరత కారణంగా, సిలికోన్ రబ్బర్ ప్రజైవిక పాలిమర్ల కంటే ఎక్కువ ఉష్ణత రహితత్వం ఉంటుంది. అదేవిధంగా, క్షీణ రసాయనిక బలాల్లో తక్కువ ఉంటుంది, అందువల్ల చాలా ఉత్తమ శీతానుభూతి రహితత్వం ఉంటుంది. అందువల్ల, ఇది ఉపయోగించబడే భౌగోలిక ప్రాంతం యింటికి స్థిరంగా ఉంటుంది.

1.2.2 జల ప్రతిరోధకత

పాలిసిలోక్సేన్ యొక్క ప్రధాన శరీరం మెథిల్ గ్రూపులను కలిగి ఉంటుంది, ఇది హైడ్రోఫోబిక్ లక్షణాలను ప్రదానం చేస్తుంది మరియు చాలా ఉత్తమ జల ప్రతిరోధకతను ప్రదానం చేస్తుంది.

1.2.3 విద్యుత్ లక్షణాలు

సిలికోన్ రబ్బర్ ప్రజైవిక పాలిమర్ల కంటే తక్కువ కార్బన్ పరమాణువులను కలిగి ఉంటుంది, ఇది చాలా ఉత్తమ ఆర్క్ రహితత్వం మరియు ట్ర్యాకింగ్ రహితత్వం ప్రదానం చేస్తుంది. అతిరిక్తంగా, ఇది జలని అయినప్పుడు ఇన్స్యులేటింగ్ సిలికాన్ ఏర్పడుతుంది, అందువల్ల చాలా ఉత్తమ విద్యుత్ ఇన్స్యులేషన్ లక్షణాలను ప్రదానం చేస్తుంది.

1.2.4 ఆవర్టర్ రహితత్వం

టేబుల్ 1 చూడండి, సిలోక్సేన్ బంధ శక్తి UV లైట్ శక్తి కంటే ఎక్కువ, ఇది UV వయస్కత నుండి ప్రతిరోధం ఉంటుంది. ప్రస్పీడ్ ఓజోన్ రహితత్వ పరీక్షలో, ప్రజైవిక పాలిమర్లు సెకన్లు నుండి గంటలు వరకు పురుగుతాయి, అంతేకాక సిలికోన్ రబ్బర్ నాలుగు వారాల వయస్కత తర్వాత శక్తి తక్కువ తగ్గించబడుతుంది, పురుగు చూడబడదు, ఇది చాలా ఉత్తమ ఓజోన్ రహితత్వం ఉందని సూచిస్తుంది (టేబుల్ 2 చూడండి). అసిడ్ రెయిన్ ఒక మిశ్రమ ఐఓనిక్ పరిష్కారం, pH విలువ సుమారు 5.6. టేబుల్ 3 లో పేర్కొన్న పరిష్కారం ద్వారా 500x సంక్షిప్త కృత్రిమ అసిడ్ రెయిన్ పరీక్ష చేయబడింది. సిలికోన్ రబ్బర్ టేబుల్ 4 లో చూపించినట్లు చాలా ఉత్తమ రసాయనిక రహితత్వం ఉంటుంది. అసిడ్ రెయిన్ వంటి మిశ్రమ పరిష్కారాలతో సంప్రదాయం కావచ్చు, కానీ ప్రభావం తక్కువ అని అనుకోవచ్చు.

శేషం: సామాన్య ఉష్ణత వద్ద, 200 ppm ఓజోన్ సంప్రదాయం మరియు రబ్బర్ వ్యాప్తి ప్రమాణం 50% ఉంటే, 28 రోజుల వయస్కత తర్వాత సమతలం పురుగు చూడబడదు.