Elektrische isolatiemateriaal

Definitie

Een elektrisch isolerend materiaal wordt gedefinieerd als een stof die de doorstroming van elektriciteit beperkt. In dergelijke materialen bewegen elektrische ladingen niet vrijelijk; in plaats daarvan bieden ze een zeer weerstandrijke weg, waardoor het uiterst moeilijk is voor elektrische stroom om erdoorheen te gaan. Een van de belangrijkste toepassingen van elektrisch isolerende materialen is in bovengrondse overbrengingslijnen, waar ze tussen de torens en geleiders worden geplaatst. Hun rol hier is om het lekken van elektrische stroom van de geleiders naar de grond te voorkomen, zodat elektrische energie veilig en efficiënt kan worden overgebracht.

Eigenschappen van Elektrisch Isolerende Materialen

Voor optimale prestaties moeten elektrisch isolerende materialen de volgende belangrijke eigenschappen bezitten:

• Hoge Mechanische Sterkte: Het materiaal moet robuust genoeg zijn om de spanning en het gewicht van de geleiders die het ondersteunt, te dragen. Dit zorgt voor de structuurintegriteit van het elektrische systeem en voorkomt mechanische storingen die kunnen leiden tot verstoringen in de energieoverdracht.

• Hoge Dielectrische Sterkte: Een hoge dielectrische sterkte stelt het materiaal in staat hoge elektrische spanningen te weerstaan zonder te breken of elektriciteit te geleiden, waardoor de effectiviteit van de isolatie onder verschillende elektrische belastingsomstandigheden wordt beschermd.

• Hoge Elektrische Weerstand: Om het lekken van stroom van de geleiders naar de grond te voorkomen, moet het isolerende materiaal een hoge weerstand hebben. Dit minimaliseert energieverliezen en vermindert het risico op elektrische ongelukken.

• Niet-Poreus en Vrij van Verontreinigingen: Poreositeit en verontreinigingen kunnen de isolerende eigenschappen van het materiaal aantasten door paden te bieden voor vochtinbreng en elektrische geleiding. Een niet-poreuze en vrije structuur van verontreinigingen garandeert langdurige betrouwbaarheid en constante prestaties.

• Thermische Stabiliteit: De elektrische en chemische eigenschappen van het isolerende materiaal mogen niet worden beïnvloed door temperatuurschommelingen. Dit is cruciaal voor het behoud van de isolatie-integriteit in diverse werkomgevingen, van extreem koude tot hoge temperatuurcondities.

Meestal worden elektrische isolatoren vervaardigd van versterkt glas of hoogwaardig natprocesporselein. Porseleinen isolatoren worden vaak met een bruine kleur geglazuurd op hun blootgestelde oppervlakken, hoewel roomwitte varianten ook in sommige toepassingen worden gebruikt.

Versterkt of voorbelast glas is een populaire keuze geworden voor het bouwen van lijnisolatoren. De oppervlaklaag van versterkt glas isolatoren bevindt zich onder hoge compressie, waardoor ze significante mechanische en thermische belastingen kunnen doorstaan. Het versterkingsproces omvat het verhitten van het glas boven zijn spannings temperatuur en vervolgens snel afkoelen van het oppervlak met lucht, wat een toestand van interne spanning creëert die de sterkte en duurzaamheid verhoogt.

Voordelen van Versterkt Glas Isolatoren boven Porseleinen Isolatoren

• Grotere Doorsteksterkte: Versterkt glas isolatoren bieden superieure weerstand tegen elektrische doorsteken, waardoor het risico op isolatie-fouten onder hoge-spanning omstandigheden wordt verminderd.

• Verhoogde Mechanische Sterkte: Met hogere mechanische sterkte zijn deze isolatoren minder geneigd te breken tijdens transport en installatie, wat de onderhoudskosten en -tijd vermindert.

• Hoge Thermische Schokweerstand: Hun vermogen om snelle temperatuurveranderingen te weerstaan, vermindert schade veroorzaakt door stroomflitsen, waardoor de algehele betrouwbaarheid van het elektrische systeem verbetert.

• Zelf-aangevende Foutmodus: Bij schade door elektrische of mechanische oorzaken breekt de buitenste schil van de versterkt glas isolator en valt op de grond. Echter, de dop en pin blijven sterk genoeg om de geleider te ondersteunen, wat een duidelijke indicatie van schade geeft en de voortzetting van de veiligheid van de elektrische installatie garandeert.

• Langere Levensduur: Versterkt glas isolatoren hebben een aanzienlijk langere dienstleven vergeleken met porseleinen isolatoren, waardoor ze op lange termijn een kosteneffectievere keuze zijn.

Hoewel versterkt glas isolatoren veel voordelen hebben, hebben ze één nadeel: vocht condenseert gemakkelijker op hun oppervlak. Echter, bij testen op doorsteksterkte in lucht met steile frontimpuls golven, is hun prestatie vergelijkbaar met die van porseleinen isolatoren.

Polymeren Isolatoren

Een ander type elektrisch isolerend materiaal is de polymeren isolator, die bestaat uit een combinatie van glasvezel en epoxy polymer, in tegenstelling tot porselein. Polymeren isolatoren bieden enkele duidelijke voordelen:

• Lichtgewicht: Ze zijn ongeveer 70% lichter dan hun porseleinen tegenhangers, waardoor ze gemakkelijker te hanteren, te vervoeren en te installeren zijn, vooral in grote elektrische projecten.

• Doorstekbestendig en Hoge Mechanische Sterkte: Polymeren isolatoren zijn zeer bestand tegen elektrische doorsteken en bezitten uitstekende mechanische sterkte, waardoor ze betrouwbaar presteren onder verschillende bedrijfsomstandigheden.

• Thermische Weerstand: Hun hoge thermische weerstand vermindert schade door flitsen, waardoor de veiligheid en levensduur van het elektrische systeem worden verbeterd.

• Superieure Radio-interferentie Spanningsprestaties: Polymeren isolatoren vertonen uitstekende prestaties in het minimaliseren van radio-interferentie, wat cruciaal is voor het behoud van de integriteit van communicatiesystemen in de nabijheid van elektrische installaties.

Gereduceerde Hardware Corrosie: De eigenschappen van het materiaal helpen bij het voorkomen van corrosie van gerelateerde hardware, waardoor de onderhoudsbehoeften worden verminderd en de levensduur van de elektrische componenten wordt verlengd.

Beter Presterend in Vervuilde Atmosferen: Polymeren isolatoren zijn geschikt voor gebruik in vervuilde omgevingen, omdat ze minder gevoelig zijn voor verontreinigingen, waardoor consistent isolatie-prestaties worden gegarandeerd, zelfs onder harde omstandigheden.