چه چیزهایی تشکیل دهنده یک عایق مرکب است
ساختار عایق‌های مرکب
عایق‌های مرکب (همچنین به عنوان عایق‌های مصنوعی شناخته می‌شوند) دستگاه‌های عایق‌بندی الکتریکی مدرن هستند که به طور گسترده در خطوط انتقال بالاولتی و زیرстанسیون‌ها استفاده می‌شوند. آنها مزایای عایق‌های سفالی و شیشه‌ای سنتی را ترکیب می‌کنند در حالی که برخی از محدودیت‌های آنها را غلبه می‌کنند. یک عایق مرکب عمدتاً شامل مولفه‌های زیر است:
۱. میله‌ی مرکزی
مواد: معمولاً از پلاستیک تقویت شده با فیبر شیشه‌ای (FRP، Fiber Reinforced Plastic) یا گاهی از رزین اپوکسی یا مواد مرکب دیگر با قدرت بالا ساخته می‌شود.
کارکرد: میله‌ی مرکزی به عنوان سازه‌ی حمایت مکانیکی عایق مرکب عمل می‌کند و مقاومت مکانیکی لازم برای تحمل کشش، خمیدگی و تنش‌های مکانیکی دیگر را فراهم می‌کند. همچنین مقاومت بسیار خوبی در برابر فرسودگی و پیری دارد و ثبات بلندمدت را در محیط‌های سخت تضمین می‌کند.
۲. پوشش (غلاف)
مواد: معمولاً از کائوچو سیلیکون (SI) یا مونومر دی‌ان‌پی اتیلن پروپیلن (EPDM) ساخته می‌شود.
کارکرد: پوشش میله‌ی مرکزی را در بر می‌گیرد و عایق‌بندی الکتریکی را فراهم می‌کند تا جلوی نشت جریان را بگیرد. این پوشش خواص هیدروفوبیک بسیار خوبی دارد و به طور مؤثری از فلاش‌اور سطحی ناشی از آلودگی جلوگیری می‌کند. علاوه بر این، پوشش مقاومت بسیار بالایی در برابر نور فرابنفش، ازن و فرسودگی شیمیایی دارد و عملکرد عایق‌بندی خوبی را در شرایط مختلف آب و هوایی حفظ می‌کند.
۳. لبه‌های (دامنه‌های) پوششی
مواد: از همان موادی که پوشش ساخته شده است، معمولاً کائوچو سیلیکون یا EPDM.
کارکرد: لبه‌های پوششی بخش‌های برجسته روی پوشش هستند که فاصله‌ی گریز را افزایش می‌دهند، که مسیری است که جریان باید در سطح عایق حرکت کند. این کمک می‌کند تا فلاش‌اور سطحی و آرکینگ، به ویژه در محیط‌های آلوده یا مرطوب، جلوگیری شود. طراحی لبه‌ها غالباً پله‌ای یا موج‌دار است تا مساحت سطحی را افزایش دهد و عملکرد عایق‌بندی را بهبود بخشد.
۴. قطعات متالیک انتهایی
مواد: معمولاً از آلیاژ آلومینیوم، فولاد ضد زنگ یا فولاد تجربی ساخته می‌شود.
کارکرد: قطعات متالیک انتهایی عایق مرکب را به برج‌های انتقال یا تجهیزات متصل می‌کنند. آنها نه تنها اتصالات مکانیکی را فراهم می‌کنند بلکه انتقال جریان را به صورت ایمن تضمین می‌کنند. برای جلوگیری از دیسچارژ کرونا و تداخل الکترومغناطیسی، این قطعات غالباً طراحی خاصی دارند تا هدایت الکتریکی و سازگاری الکترومغناطیسی خوبی داشته باشند.
۵. پломبه‌ها
مواد: معمولاً از کائوچو یا مواد الاستیک دیگر ساخته می‌شوند.
کارکرد: پلومبه‌ها بین میله‌ی مرکزی و قطعات متالیک انتهایی قرار دارند و مطمئن می‌شوند که میله‌ی داخلی از محیط خارجی جدا شود. آنها از ورود رطوبت، آلودگی‌ها و گازها به داخل عایق جلوگیری می‌کنند و میله‌ی مرکزی را از فرسودگی و پیری محافظت می‌کنند. طراحی خوب پلومبه برای قابلیت اعتماد بلندمدت عایق‌های مرکب بسیار مهم است.
۶. مولفه‌های کمکی
پوشش ضد فلاش‌اور: در برخی موارد، یک پوشش ضد فلاش‌اور خاص ممکن است روی سطح عایق مرکب اعمال شود تا مقاومت آن در برابر آلودگی و فلاش‌اور را بیشتر بهبود بخشد.
دستگاه‌های نظارت: برخی از عایق‌های مرکب ممکن است با دستگاه‌های نظارت آنلاین مجهز شوند تا پارامترهای عملیاتی مانند دما، رطوبت و جریان نشت را به صورت واقعی نظارت کنند و امکان تشخیص زودهنگام مشکلات بالقوه را فراهم کنند.
مزایای عایق‌های مرکب
سبک وزن: در مقایسه با عایق‌های سفالی و شیشه‌ای سنتی، عایق‌های مرکب سبک‌تر هستند که آنها را برای حمل و نصب آسان‌تر می‌کند.
مقاومت مکانیکی بالا: میله‌ی مرکزی که از مواد مرکب با قدرت بالا ساخته شده است، می‌تواند بارهای مکانیکی قابل توجهی را تحمل کند و برای مناطق با پیمایش طولانی و بادهای قوی در خطوط انتقال مناسب است.
عملکرد الکتریکی عالی: مواد استفاده شده برای پوشش و لبه‌های پوششی مقاومت عایق‌بندی و هیدروفوبیک بسیار خوبی دارند که به طور مؤثری از فلاش‌اور ناشی از آلودگی و رطوبت جلوگیری می‌کنند.
مقاومت قوی در برابر آب و هوای سخت: عایق‌های مرکب مقاومت بسیار بالایی در برابر نور فرابنفش، ازن و فرسودگی شیمیایی دارند و عملکرد پایداری را در شرایط مختلف سخت تضمین می‌کنند.
نگهداری ساده: به دلیل خواص خودپاک‌کننده و مقاومت در برابر پیری، عایق‌های مرکب نیاز به نگهداری کمتری دارند که هزینه‌های عملیاتی را کاهش می‌دهد.
مناطق کاربرد
عایق‌های مرکب به طور گسترده در خطوط انتقال بالاولتی، زیرستانسیون‌ها، نیروگاه‌ها و سایر سیستم‌های برق استفاده می‌شوند، به ویژه در مناطقی با آلودگی شدید، آب و هوای سخت یا م Gelände، جایی که مزایای آنها بیشتر قابل توجه است.
