چه چیزی رسانای الکتریکی است

تعریف

مواد عایق الکتریکی به عنوان ماده‌ای تعریف می‌شود که جریان برق را از طریق خود محدود می‌کند. در این مواد، شارژهای الکتریکی آزادانه حرکت نمی‌کنند؛ بلکه مسیری با مقاومت بالا ارائه می‌دهند که این امر انتقال جریان الکتریکی را بسیار دشوار می‌کند. یکی از کاربردهای اصلی مواد عایق الکتریکی در خطوط انتقال هوایی است، که بین برج‌ها و هادی‌ها قرار می‌گیرند. نقش آن‌ها در اینجا جلوگیری از نشت جریان الکتریکی از هادی‌ها به زمین است، به منظور اطمینان از انتقال ایمن و مؤثر انرژی الکتریکی.

ویژگی‌های مواد عایق الکتریکی

برای عملکرد بهینه، مواد عایق الکتریکی باید دارای ویژگی‌های کلیدی زیر باشند:

• مقاومت مکانیکی بالا: ماده باید پایداری کافی برای تحمل تنش و وزن هادی‌هایی که حمایت می‌کند، داشته باشد. این امر اطمینان از تمامیت سازه‌ای سیستم الکتریکی و جلوگیری از خرابی‌های مکانیکی را که می‌تواند منجر به اختلالات در انتقال برق شود، فراهم می‌کند.

• مقاومت دی الکتریکی بالا: مقاومت دی الکتریکی بالا اجازه می‌دهد تا ماده ولتاژهای الکتریکی بالا را بدون تجزیه یا هدایت برق تحمل کند، که این امر مؤثریت عایق را در شرایط مختلف تنش الکتریکی محافظت می‌کند.

• مقاومت الکتریکی بالا: برای جلوگیری از جریان نشت از هادی‌ها به زمین، ماده عایق باید مقاومت الکتریکی بالایی داشته باشد. این امر از کاهش ضایعات انرژی و کاهش خطر حوادث الکتریکی جلوگیری می‌کند.

• بی‌پرونه و بدون آلودگی: پرونوی و آلودگی می‌تواند ویژگی‌های عایقی ماده را با ارائه مسیرهایی برای ورود رطوبت و هدایت الکتریکی تحت تأثیر قرار دهد. ساختار بی‌پرونه و بدون آلودگی اطمینان از قابلیت اطمینان بلندمدت و عملکرد مداوم را فراهم می‌کند.

• پایداری حرارتی: ویژگی‌های الکتریکی و شیمیایی ماده عایق باید توسط تغییرات دما تحت تأثیر قرار نگیرند. این موضوع برای حفظ تمامیت عایق در محیط‌های عملیاتی متنوع، از دمای بسیار کم تا دمای بالا، حیاتی است.

معمولاً، عایق‌های الکتریکی از شیشه تقویت شده یا پورسلین مرطوب با کیفیت بالا ساخته می‌شوند. عایق‌های پورسلین معمولاً روی سطوح ظاهری خود با رنگ قهوه‌ای لعاب می‌شوند، اگرچه نسخه‌های لعاب شده رنگ کرم نیز در برخی کاربردها استفاده می‌شوند.

شیشه تقویت شده یا پیش‌تنیده به عنوان یک گزینه محبوب برای ساخت عایق‌های خطی شده است. لایه سطحی عایق‌های شیشه تقویت شده تحت فشار بالا قرار دارد که این امر به آن‌ها اجازه می‌دهد تا تنش‌های مکانیکی و حرارتی قابل توجهی را تحمل کنند. فرآیند تقویت شامل گرم کردن شیشه بالاتر از دمای تنش آن و سپس سرد کردن سریع سطح آن با هوا است که وضعیتی از تنش داخلی ایجاد می‌کند که قدرت و دوام آن را افزایش می‌دهد.

مزایای عایق‌های شیشه تقویت شده نسبت به عایق‌های پورسلین

• مقاومت پرتی بالاتر: عایق‌های شیشه تقویت شده مقاومت بالاتری در برابر پرتی الکتریکی دارند که احتمال خرابی عایق در شرایط ولتاژ بالا را کاهش می‌دهد.

• مقاومت مکانیکی بالاتر: با مقاومت مکانیکی بالاتر، این عایق‌ها کمتر در معرض شکست در حین حمل و نصب قرار می‌گیرند که این امر هزینه‌های نگهداری و زمان توقف را کاهش می‌دهد.

• مقاومت بالا در برابر شوک حرارتی: توانایی تحمل تغییرات سریع دما خسارات ناشی از فلاشرهای قدرت را کاهش می‌دهد و قابلیت اطمینان کلی سیستم الکتریکی را بهبود می‌بخشد.

• حالت خرابی خودنمایانه: در صورت خرابی به دلیل علل الکتریکی یا مکانیکی، لایه بیرونی عایق شیشه تقویت شده شکسته و به زمین می‌افتد. اما کلاهک و پین همچنان قدرت کافی برای حمایت از هادی را دارند که این امر نشان‌دهنده خرابی واضح و اطمینان از ایمنی نصب الکتریکی را فراهم می‌کند.

• عمر طولانی‌تر: عایق‌های شیشه تقویت شده عمر خدماتی طولانی‌تری نسبت به عایق‌های پورسلین دارند که این امر آن‌ها را در بلندمدت گزینه‌ای اقتصادی‌تر می‌کند.

با وجود مزایای زیاد عایق‌های شیشه تقویت شده، آن‌ها یک معایب دارند: رطوبت به سرعت‌تر بر روی سطوح آن‌ها ت kondens می‌شود. اما وقتی مقاومت پرتی آن‌ها در هوا با امواج ضربه‌ای با شیب تند تست می‌شود، عملکرد آن‌ها مشابه عایق‌های پورسلین است.

عایق‌های پلیمری

نوع دیگری از مواد عایق الکتریکی عایق‌های پلیمری است که از ترکیب فیبرگلاس و پلیمر اپوکسی ساخته شده‌اند، به جای پورسلین. عایق‌های پلیمری مزایای متمایزی دارند:

• وزن کم: آن‌ها تقریباً ۷۰٪ کمتر از نظر وزن نسبت به همتایان پورسلین خود هستند، که این امر آن‌ها را برای مدیریت، حمل و نصب، به ویژه در پروژه‌های الکتریکی بزرگ، آسان‌تر می‌کند.

• مقاومت در برابر پرتی و مقاومت مکانیکی بالا: عایق‌های پلیمری مقاومت بالایی در برابر پرتی الکتریکی دارند و مقاومت مکانیکی عالی دارند که این امر عملکرد قابل اعتماد آن‌ها را در شرایط عملیاتی مختلف اطمینان می‌بخشد.

• مقاومت حرارتی: مقاومت حرارتی بالا آن‌ها خسارات ناشی از فلاشرهای قدرت را کاهش می‌دهد و ایمنی و طول عمر سیستم الکتریکی را افزایش می‌دهد.

• عملکرد بهتر ولتاژ تداخل رادیویی: عایق‌های پلیمری عملکرد عالی در کاهش تداخل رادیویی دارند که این موضوع برای حفظ تمامیت سیستم‌های ارتباطی در نزدیکی نصب‌های الکتریکی حیاتی است.

• کاهش فرسودگی سخت‌افزار: ویژگی‌های ماده به جلوگیری از فرسودگی سخت‌افزار مرتبط کمک می‌کند که این امر نیاز به نگهداری را کاهش می‌دهد و طول عمر قطعات الکتریکی را افزایش می‌دهد.

• عملکرد بهتر در اتمسفر آلوده: عایق‌های پلیمری برای استفاده در محیط‌های آلوده مناسب هستند، زیرا تأثیر آلاینده‌ها را کمتر می‌بینند و اطمینان از عملکرد عایق مداوم حتی در شرایط سخت را فراهم می‌کنند.