Mikä on sähköjohtaja

Määritelmä

Sähköllinen eristämateriaali määritellään aineeksi, joka rajoittaa sähkön kulkeutumista sen läpi. Tällaisissa materiaaleissa sähkövaraukset eivät liiku vapaasti; ne tarjoavat pikemminkin erittäin vastustuksisen polun, mikä tekee sähkövirtauksen kulkeutumisesta äärimmäisen vaikeaksi. Sähköllisten eristämateriaalien yksi pääsovellus on ilmakuljettimissa, joissa ne asetetaan tornien ja johtojen välille. Niiden rooli tässä on estää sähkövirran vuoto johtoista maahan, varmistamalla sähkövoiman turvallinen ja tehokas siirto.

Sähköllisten eristämateriaalien ominaisuudet

Optimaalisen toiminnan saavuttamiseksi sähkölliset eristämateriaalit tulisi omata seuraavat avainominaisuudet:

• Korkea mekaaninen vahvuus: Materiaalin on oltava riittävän kestävä kestääkseen tuen johtojen aiheuttaman jännityksen ja painon. Tämä varmistaa sähköjärjestelmän rakenteellisen koskemattomuuden ja estää mekaaniset epäonnistumiset, jotka voisivat johtaa voiman siirron häiriintymiseen.

• Korkea dielektrinen vahvuus: Korkea dielektrinen vahvuus mahdollistaa materiaalin kestää korkeita sähköjännitteitä ilman rikkoutumista tai sähkön johtamista, suojellen eristyksen tehokkuutta eri sähköisissä stressioissa.

• Korkea sähköinen vastus: Estääkseen virran vuodon johtoista maahan, eristämateriaalin tulisi osoittaa korkeaa vastusta. Tämä minimoi energian menetykset ja vähentää sähkötapaturmien riskiä.

• Poreitta ja puhtaan: Poriisuus ja epäpuhtaudet voivat vaarantaa materiaalin eristysominaisuuksia tarjoten reittejä kosteudelle ja sähkönjohtavuudelle. Poreiton ja puhtaan rakenteen ansiosta varmistetaan pitkäaikainen luotettavuus ja jatkuva suorituskyky.

• Lämpötilastabiilisuus: Eristämateriaalin sähköiset ja kemialliset ominaisuudet eivät saa muuttua lämpötilan vaihtelujen vuoksi. Tämä on kriittistä eristystehon ylläpitämiseksi monipuolisissa toimiympäristöissä, joko äärimmäisen kylmässä tai korkean lämpötilan olosuhteissa.

Yleensä sähköeristimet valmistetaan vahvistetusta lasista tai korkealaatuisesta kosteuspohjaisesta porseleinin. Porseleineristimet on usein glaseerattu ruskealla värillä niiden altistuneilla pintuilla, vaikka kreikkalaisesti glaseerat variantit käytetään myös joissakin sovelluksissa.

Vahvistettu tai esijännitetty lasi on tullut suosituksi valintaan linjaeristimien rakentamiseen. Vahvistetun lasieristimen pintakerroksen on alhaisessa jännityksessä, mikä mahdollistaa sen kestää huomattavia mekaanisia ja lämpöjännityksiä. Vahvistusprosessi sisältää lasin lämmittämisen yli kuormitustemperatuksensa ja sen jälkeen sen pinnan nopean jäähdyttämisen ilmaa käyttäen, mikä luo sisäisen jännitystilan, joka parantaa sen vahvuutta ja kestävyyttä.

Vahvistetun lasieristimien etuja porseleineristimiin verrattuna

• Suurempi pistoperusvahvuus: Vahvistetut lasieristimet tarjoavat paremman vastustuksen sähkön pistoperuun, vähentäen eristysvian todennäköisyyttä korkeajänniteolosuhteissa.

• Parannettu mekaaninen vahvuus: Korkeammalla mekaanisella vahvuudella nämä eristimet ovat vähemmän alttiina murtoihin kuljetuksen ja asennuksen aikana, vähentäen huollon kustannuksia ja taukoja.

• Korkea lämpöjyskyky: Nämä eristimet kykenevät kestämään nopeita lämpötilamuutoksia, mikä vähentää vahinkoa, joka aiheutuu voiman silmukoiden vuoksi, parantaen sähköjärjestelmän yleistä luotettavuutta.

• Itseindicoinen vianmuoto: Jos vahingoittuminen tapahtuu sähköisistä tai mekaanisista syistä, vahvistetun lasieristimen ulkopinta hajoaa ja putoaa maahan. Kuitenkin kapula ja nippu pysyvät riittävän vahvina tukeakseen johtoa, tarjoten selvän vian osumisen merkin ja varmistuen sähköasennuksen jatkuvan turvallisuuden.

• Pidempi käyttöikä: Vahvistetulla lasieristimellä on huomattavasti pidempi käyttöikä verrattuna porseleineristimeihin, mikä tekee siitä kustannustehokkaamman valinnan pitkällä aikavälillä.

Vaikka vahvistetulla lasieristimellä on monia etuja, sillä on yksi haittapuoli: kosteus kondensoituu sen pinnalle helpommin. Kuitenkin, kun testataan pistoperusuuta ilmassa käyttäen jyrkkiä eturintamaisia impulssiaaltoja, niiden suorituskyky on vertailukelpoinen porseleineristimiin nähden.

Polymerieristimet

Toinen sähköllisen eristämateriaalin tyyppi on polymerieristin, joka koostuu yhdistelmästä fiberglasia ja epoxy-polymeeriä, ei porseleinaa. Polymerieristimet tarjoavat useita selkeitä etuja:

• Kevyt: Ne ovat noin 70 % kevyempiä kuin porseleiniyhdisteensä, mikä tekee niistä helpommia käsitellä, kuljettaa ja asentaa, erityisesti laajamittaisissa sähköprojekteissa.

• Pistoperustevä ja korkea mekaaninen vahvuus: Polymerieristimet ovat erittäin vastustuskykyisiä sähkön pistoperuun suhteen ja niillä on erinomainen mekaaninen vahvuus, mikä takaa luotettavan toiminnan eri toimikausissa.

• Lämpöjyskyky: Niiden korkea lämpöjyskyky vähentää vahinkoa, joka aiheutuu silmukoiden vuoksi, parantaen sähköjärjestelmän turvallisuutta ja kestoa.

• Erinomainen radiointerferenssijänniteominaisuus: Polymerieristimet näyttävät erinomaista suoritusta radiointerferenssin minimoimisessa, mikä on olennaista kommunikaatiojärjestelmien eheyden ylläpitämiseksi sähköasennusten läheisyydessä.

• Vähennetty metallihardin korroositio: Materiaalin ominaisuudet auttavat estämään yhdeksi asennettujen osien korroosia, vähentäen huollon vaatimuksia ja pidentäen sähkökomponenttien käyttöikää.

• Parempi suorituskyky saasteutuneissa ilmakehissä: Polymerieristimet sopivat hyvin käyttöön saasteutuneissa ympäristöissä, koska ne vaikuttavat vähemmän kontamineihin, varmistuen jatkuva eristyssuorituskyky jopa kovissa olosuhteissa.