Què és un conductor elèctric

Definició

Un material aïllant elèctric es defineix com una substància que restringeix el flux d'electricitat a través seu. En aquests materials, les càrregues elèctriques no es mouen lliurement; en canvi, oferixen un camí altament resistiu, fent extremadament difícil que la corrent elèctrica passi. Una de les aplicacions principals dels materials aïllants elèctrics és a les línies de transmissió aèries, on es col·loquen entre els torres i els conductors. El seu paper aquí és prevenir la fugida de corrent elèctrica dels conductors al terra, assegurant la transmissió segura i eficient de la potència elèctrica.

Propietats dels Materials Aïllants Elèctrics

Per a un rendiment òptim, els materials aïllants elèctrics haurien de tenir les següents propietats clau:

• Alta Resistència Mecànica: El material ha de ser prou robust per suportar la tensió i el pes dels conductors que suporta. Això assegura la integritat estructural del sistema elèctric i evita fallades mecàniques que podrien conduir a interrupcions en la transmissió de potència.

• Alta Resistència Dielèctrica: Una alta resistència dielèctrica permet al material suportar tensions elèctriques altes sense trencar-se o conduir electricitat, garantint l'eficàcia de l'aïllament sota diverses condicions de stress elèctric.

• Alta Resistència Elèctrica: Per prevenir la fugida de corrent dels conductors al terra, el material aïllant hauria de presentar una alta resistivitat. Això minimitza les pèrdues d'energia i reduix el risc d'accidents elèctrics.

• No Porós i Lliure d'Impureses: La porositat i les impureses poden comprometre les propietats aïllants del material proporcionant camins per la penetració d'humitat i la conducció elèctrica. Una estructura no porosa i lliure d'impureses assegura la fiabilitat a llarg termini i un rendiment consistent.

• Estabilitat Tèrmica: Les propietats elèctriques i químiques del material aïllant haurien de romandre inalterades per les fluctuacions de temperatura. Això és crucial per mantenir la integritat de l'aïllament en diversos entorns operatius, des de temperatures extremadament fredes fins a condicions de alta temperatura.

Normalment, els aïlladors elèctrics es fabriquen amb vidre reforçat o porcellana de qualitat superior elaborada mitjançant procés humit. Els aïlladors de porcellana sovint estan vitrificats amb un color marró a les seves superfícies exposades, encara que també es fan servir variants vitrificades de color crema en algunes aplicacions.

El vidre reforçat o preestressat ha esdevingut una opció popular per a la construcció d'aïlladors de línia. La capa superficial dels aïlladors de vidre reforçat està sota alta compressió, permetent-los suportar stresses mecànics i tèrmics significatius. El procés de reforçament implica escalfar el vidre per sobre de la seva temperatura de deformació i després refredar ràpidament la seva superfície amb aire, creant un estat de stress intern que n'augmenta la força i durabilitat.

Avantatges dels Aïlladors de Vidre Reforçat sobre els Aïlladors de Porcellana

• Més Força Contra la Punctura: Els aïlladors de vidre reforçat ofereixen una major resistència a la punctura elèctrica, reduint la probabilitat de fallida de l'aïllament en condicions de alta tensió.

• Força Mecànica Millorada: Amb una major força mecànica, aquests aïlladors són menys propensos a trencar-se durant el transport i la instal·lació, minvant els costos de manteniment i el temps d'aturada.

• Alta Resistència a Sorpreses Tèrmiques: La seva capacitat per suportar canvis ràpids de temperatura redueix els danys causats pels flashovers de potència, millorant la fiabilitat global del sistema elèctric.

• Mode de Fallida Autòindicatiu: En cas de danys causats per causes elèctriques o mecàniques, la capa exterior de l'aïllador de vidre reforçat es trencarà i caurà al terra. No obstant això, el cap i la pinza romanen suficientment forts per suportar el conductor, proporcionant una indicació clara dels danys i assegurant la seguretat contínua de la instal·lació elèctrica.

• Vida Útil Més Llarga: Els aïlladors de vidre reforçat tenen una vida útil significativament més llarga en comparació amb els aïlladors de porcellana, fent-los una opció més rentable a llarg termini.

Encara que els aïlladors de vidre reforçat tenen molts avantatges, tenen un inconvenient: la humitat tendeix a condensar-se més fàcilment a les seves superfícies. Tanmateix, quan es prova la resistència a la punctura en l'aire utilitzant ones d'impuls amb front abrupte, el seu rendiment és comparable al dels aïlladors de porcellana.

Aïlladors Polimèrics

Un altre tipus de material aïllant elèctric són els aïlladors polimèrics, compostos per una combinació de fibra de vidre i polímer d'epoxi, en lloc de porcellana. Els aïlladors polimèrics ofereixen diversos avantatges distintius:

• Lleugers: Són aproximadament un 70% més lleugers que els seus equivalents de porcellana, facilitant-ne el manejament, el transport i la instal·lació, especialment en projectes elèctrics a gran escala.

• Apropiats contra la Punctura i Alta Força Mecànica: Els aïlladors polimèrics són altament resistent a la punctura elèctrica i posseeixen excel·lents forces mecàniques, assegurant un rendiment fiable sota diverses condicions operatives.

• Resistència Tèrmica: La seva alta resistència tèrmica redueix els danys causats pels flashovers, augmentant la seguretat i la llargada de vida del sistema elèctric.

• Rendiment Superior en la Voltatge d'Interferència Ràdio: Els aïlladors polimèrics exhibeixen un rendiment excel·lent en la minimització de la interferència ràdio, que és crucial per mantenir la integritat dels sistemes de comunicació a la proximitat de les instal·lacions elèctriques.

• Reducció de la Corrosió de Maquinària: Les propietats del material ajuden a prevenir la corrosió de la maquinària associada, reduint els requisits de manteniment i allargant la vida útil dels components elèctrics.

• Millor Rendiment en Atmosferes Contaminades: Els aïlladors polimèrics són adequats per a l'ús en entorns contaminats, ja que són menys afectats pels contaminants, assegurant un rendiment consistent de l'aïllament fins i tot en condicions dures.