Električni izolacijski material

Definicija

Električni izolacijski material je definiran kot snov, ki omejuje pretok elektrike skozi njo. V takih materialih se električne napetosti ne gibljejo prosto; namesto tega ponujajo zelo uporn pot, kar omogoča zelo težek prehod električnega toka. Eden od glavnih uporab električnih izolacijskih materialov je v površinskih prenosnih linijah, kjer so postavljene med stolpi in vodiče. Njihova vloga tam je preprečevanje uteka električnega toka iz vodičev na tla, kar zagotavlja varno in učinkovit prenos električne energije.

Lastnosti električnih izolacijskih materialov

Za optimalno delovanje morajo električni izolacijski materiali imeti naslednje ključne lastnosti:

• Visoka mehanska trdota: Material mora biti dovolj čvrst, da nosi napetost in težo podprtih vodičev. To zagotavlja strukturno celost električnega sistema in preprečuje mehanske odpade, ki bi lahko vodili do motenj v prenosu električne energije.

• Visoka dielektrična trdota: Visoka dielektrična trdota omogoča materialu, da vzdrži visoke električne napetosti brez razpadanja ali prevajanja elektrike, kar zaščiti učinkovitost izolacije pod različnimi električnimi stresnimi pogoji.

• Visoka električna upornost: Za preprečevanje uteka toka iz vodičev na tla mora izolacijski material pokazati visoko upornost. To zmanjša izgube energije in zmanjša tveganje za električne nesreče.

• Brez por in brez onesnaženosti: Poroznost in onesnaženost lahko ogrozita izolacijske lastnosti materiala, saj priskrbijo poti za vlago in električni tok. Brezporasta in brez onesnaženosti struktura zagotavlja dolgoročno zanesljivost in konzistentno delovanje.

• Toplotna stabilnost: Električne in kemijske lastnosti izolacijskega materiala bi morale ostati nepomembne za temperaturne fluktuacije. To je ključno za ohranjanje integritete izolacije v različnih delovnih okoljih, od zelo hladnih do visokotemperaturnih pogojev.

Običajno so električni izolatorji izdelani iz okrepjene stekla ali visokokakovostnega mokrega porcelana. Porcelanski izolatorji so pogosto obloženi s rjavim barvilo na svojih izpostavljenih površinah, čeprav se v nekaterih aplikacijah uporabljajo tudi variante s kremasto glofituro.

Okrepjeno ali prednapeto steklo je postalo priljubljen izbor za gradnjo linijskih izolatorjev. Površinska plast okrepjenih steklenih izolatorjev je pod visokim tlakom, kar jim omogoča, da vzdržijo značajne mehanske in termalne stresne pogoje. Postopek okrepitve vključuje segrevanje stekla nad njegovo napetostno temperaturo, nato pa hitro hlajenje njegove površine z zrakom, kar ustvari stanje notranjega stresa, ki poveča njegovo trdoto in trajnost.

Prednosti okrepjenih steklenih izolatorjev pred porcelanskimi izolatorji

• Večja protiprotikonalna trdota: Okrepjeni stekleni izolatorji ponujajo večjo odpornost na električni protik, kar zmanjša možnost odpada izolacije pri visokonapetostnih pogoji.

• Povečana mehanska trdota: Z višjo mehansko trdoto so ti izolatorji manj podvrženi poškodbi med transportom in namestitvijo, kar zmanjša stroške vzdrževanja in čas odpovedi.

• Visoka odpornost na termalni šok: Njihova sposobnost, da vzdržijo hitre spremembe temperature, zmanjša poškodbe, povzročene zmogami, kar izboljša splošno zanesljivost električnega sistema.

• Samoodkrita odporna oblika: V primeru poškodbe zaradi električnih ali mehanskih vzrokov se zunanjeploskovni shed okrepjenega steklenega izolatorja razbije in pada na tla. Vendar ostane kap in pin dovolj močen, da podpre vodič, kar ponuja jasen znak poškodbe in zagotavlja nadaljnjo varnost električne namestitve.

• Daljši življenjski čas: Okrepjeni stekleni izolatorji imajo znatno daljši servisni življenjski čas v primerjavi s porcelanskimi izolatorji, kar jih čini bolj ekonomičnim izbiram v dolgoročnem smislu.

Čeprav okrepjeni stekleni izolatorji imajo mnoge prednosti, imajo en nedostatek: vlaga se laže kondenzira na njihovih površinah. Vendar, ko so testirani za protiprotikonalno trdoto v zraku z uporabo strmkofrontnih impulsnih valov, je njihovo delovanje primerljivo s porcelanskimi izolatorji.

Polimeri izolatorji

Druga vrsta električnih izolacijskih materialov so polimeri izolatorji, sestavljeni iz kombinacije steklovlane in epoksidnega polimera, namesto porcelana. Polimeri izolatorji ponujajo več posebnih prednosti:

• Lahta: So približno 70% lažji od svojih porcelanskih prototipov, kar jih olajša ravnanje, prevoz in namestitev, še posebej pri velikih električnih projektih.

• Protiprotikonalni in visoka mehanska trdota: Polimeri izolatorji so zelo odporni na električni protik in imajo odlično mehansko trdoto, kar zagotavlja zanesljivo delovanje v različnih delovnih pogoji.

• Termalna odpornost: Njihova visoka termalna odpornost zmanjša poškodbe, povzročene zmogami, kar izboljša varnost in dolgovečnost električnega sistema.

• Izstopajoča zmogost pri radijski motnji napetosti: Polimeri izolatorji kažejo odlično delovanje pri zmanjševanju radijske motnje, kar je ključno za ohranjanje integritete komunikacijskih sistemov v bližini električnih namestitev.

Zmanjšana korozija opreme: Lastnosti materiala pomagajo preprečiti korozijo povezane opreme, kar zmanjša zahteve po vzdrževanju in podaljša življenjski čas električnih komponent.

Boljše delovanje v onesnaženem okolju: Polimeri izolatorji so primerni za uporabo v onesnaženih okoljih, ker so manj vplivani s kontaminantami, kar zagotavlja konzistentno izolacijsko delovanje tudi v težkih pogojih.