Какво е електрически проводник

Дефиниция

Електрически изолационен материал се дефинира като вещество, което ограничава потока на електричеството през него. В тези материали електрическите заряди не се движат свободно; вместо това те предлагат високорезистивен път, правейки изключително трудно електрическия ток да премине. Едно от основните приложения на електрическите изолационни материали е в надземните предавателни линии, където се поставят между кули и проводници. Их роля е да предотвратяват утечката на електрически ток от проводниците към земята, осигурявайки безопасна и ефективна предавка на електрическа енергия.

Свойства на електрическите изолационни материали

За оптимално функциониране електрическите изолационни материали трябва да притежават следните ключови свойства:

• Висока механична здравина: Материалът трябва да бъде достатъчно здрав, за да издържа напрежението и теглото на поддържаните от него проводници. Това осигурява структурната целост на електрическата система и предотвратява механични повреди, които могат да доведат до прекъсвания в предавката на електроенергия.

• Висока диелектрична здравина: Високата диелектрична здравина позволява на материала да издържа високи електрически напрежения без да се разпадне или провежда електричество, гарантирайки ефективността на изолацията при различни електрически стресове.

• Висока електрическа съпротива: За да се предотврати утечка на ток от проводниците към земята, изолационният материал трябва да показва висока резистивност. Това минимизира загубите на енергия и намалява рискът от електрически инциденти.

• Непорознат и свободен от примеси: Порозната структура и примесите могат да компрометират изолационните свойства на материала, предоставяйки пътища за навлизане на влага и електрическо провеждане. Непорозната и свободна от примеси структура осигурява дългосрочна надеждност и последователна работа.

• Термична стабилност: Електрическите и химическите свойства на изолационния материал трябва да останат непроменени при колебания на температурата. Това е важно за поддържане на целостта на изолацията в различни условия на работа, от много студено до високи температури.

Обикновено електрическите изолатори се произвеждат от закалено стъкло или висококачествена фарфорова мазеста глина. Фарфоровите изолатори често са облицовани с кафяв цвят на своите изложени повърхности, въпреки че варианти с кремава облицовка също се използват в някои приложения.

Закаленото или предварително напрегнато стъкло стана популярен избор за конструиране на линейни изолатори. Повърхностният слой на закалените стъклени изолатори е под високо съпротивление, позволяващо им да издържат значителни механични и термични стресове. Процесът на закалване включва нагряване на стъклото над температурата на деформация и след това бързо охлаждане на повърхността му с въздух, което създава състояние на вътрешно напрежение, което увеличава силата и издръжливостта му.

Преимущества на закалените стъклени изолатори спрямо фарфоровите изолатори

• По-висока пробивна здравина: Закалените стъклени изолатори предлагат по-голяма устойчивост към електрически пробив, намалявайки вероятността за провал на изолацията при високи напрежения.

• Подобрената механична здравина: С по-висока механична здравина, тези изолатори са по-малко склонни към повреждания при транспортиране и монтаж, минимизирайки разходите за поддръжка и просто време.

• Висока термична шокова устойчивост: Их способността да издържат бързи изменения на температурата намалява поврежданията, причинени от електрически пробиви, подобрявайки общата надеждност на електрическата система.

• Самоиндикационен режим на отказ: При повреждение поради електрически или механични причини, външният слой на закалените стъклени изолатори се счупва и пада на земята. Но капакът и шпилът остават достатъчно здрави, за да поддържат проводника, предоставяйки ясен указател за повреждение и осигурявайки продължаващата безопасност на електрическата инсталация.

• По-дълъг живот: Закалените стъклени изолатори имат значително по-дълъг служебен живот в сравнение с фарфоровите изолатори, правейки ги по-ефективни във финансов аспект на дългосрочна основа.

Въпреки многото преимущества, закалените стъклени изолатори имат един недостатък: влагата се кондензира по-лесно на техните повърхности. Обаче, когато се тестира пробивната здравина във въздух с използване на импулси с остър фронт, техният перформанс е сравним с този на фарфоровите изолатори.

Полимерни изолатори

Друг тип електрически изолационен материал е полимерният изолатор, който е съставен от комбинация от стъклопласт и епоксиден полимер, в противовес на фарфор. Полимерните изолатори предлагат няколко отличаващи се предимства:

• Лек: Те са приблизително 70% по-леки от своята фарфорова алтернатива, правейки ги по-лесни за управление, транспортиране и инсталиране, особено в големи електрически проекти.

• Устойчиви към пробив и с висока механична здравина: Полимерните изолатори са много устойчиви към електрически пробив и притежават отлична механична здравина, осигурявайки надеждна работа при различни условия на функциониране.

• Термична устойчивост: Их високата термична устойчивост намалява поврежданията, причинени от пробиви, подобрявайки безопасността и продължителността на електрическата система.

• Подобрен перформанс при радиоинтерференция: Полимерните изолатори показват отличен перформанс в минимизирането на радиоинтерференция, което е важно за поддържане на целостта на комуникационните системи в близост до електрически инсталации.

• Намалена корозия на хардуера: Свойствата на материала помагат да се предотврати корозията на свързаните части, намалявайки нуждите за поддръжка и удължавайки жизнения цикъл на електрическите компоненти.

• Подобрен перформанс в замърсена атмосфера: Полимерните изолатори са подходящи за използване в замърсени среди, тъй като са по-малко засегнати от контаминанти, осигурявайки последователна изолационна работа дори в сурови условия.