電気導体とは何か
定義
電気絶縁材料とは、電流の流れを制限する物質のことです。このような材料では、電荷は自由に動かず、代わりに非常に抵抗性の高い経路を提供することで、電流が通過することが極めて困難になります。電気絶縁材料の主要な用途の一つは送電線で、塔と導体の間に配置されます。ここでの役割は、導体から地面への電流の漏洩を防ぎ、電力の安全かつ効率的な送電を確保することです。
電気絶縁材料の特性
最適な性能を発揮するためには、電気絶縁材料は以下の主要な特性を持つべきです：
高機械強度：材料は支持する導体の張力と重量に耐えられるだけの堅牢さを持つ必要があります。これにより、電気システムの構造的整合性が確保され、電力送電の中断につながる機械的な故障が防げます。
高誘電強度：高誘電強度を持つことで、材料は高電圧にも耐えられ、電流を通さずに絶縁の有効性を維持することができます。さまざまな電気ストレス条件下でも絶縁の有効性が保たれます。
高電気抵抗：導体から地面への漏洩電流を防ぐために、絶縁材料は高抵抗性を持つべきです。これによりエネルギー損失が最小限に抑えられ、電気事故のリスクも低減されます。
非多孔性かつ不純物フリー：多孔性や不純物は、水分の侵入や電気伝導の経路を提供し、絶縁材料の特性を損なう可能性があります。非多孔性かつ不純物フリーの構造は、長期的な信頼性と一貫した性能を確保します。
熱安定性：絶縁材料の電気的および化学的特性は、温度変動によって影響を受けないことが重要です。これは、極端に寒い環境から高温環境まで、多様な動作環境下で絶縁の整合性を維持するために必要不可欠です。
一般的に、電気絶縁子は強化ガラスまたは高品質の湿式製法ポーセリンで製造されています。ポーセリン絶縁子は露出面に茶色の釉薬が施されることが多いですが、クリーム色の釉薬が施されたものも一部の用途で使用されます。
強化またはプレストレスガラスは、ライン絶縁子の構築に人気のある選択肢となっています。強化ガラス絶縁子の表面層は高圧縮状態にあり、これにより大きな機械的および熱的ストレスに耐えることができます。強化工序では、ガラスを歪み温度以上に加熱し、その後空気で表面を急速に冷却することで、内部応力を生じさせ、その強度と耐久性を高めます。
強化ガラス絶縁子のポーセリン絶縁子に対する利点
高い穿刺強度：強化ガラス絶縁子は、高電圧条件での絶縁破壊の可能性を減らす優れた電気穿刺耐性を持っています。
高い機械強度：高い機械強度を持つこれらの絶縁子は、輸送や設置中に破損する可能性が低く、メンテナンスコストとダウンタイムを最小限に抑えることができます。
高い熱ショック耐性：急激な温度変化に耐える能力により、パワーフラッシュオーバーによる損傷が減少し、電気システム全体の信頼性が向上します。
自己表示型の故障モード：電気的または機械的な原因による損傷が発生した場合、強化ガラス絶縁子の外側のシェッドが割れて落下しますが、キャップとピンは十分に強く、導体を支えることができます。これにより、損傷の明確な指標が得られ、電気設備の継続的な安全性が確保されます。
長寿命：強化ガラス絶縁子はポーセリン絶縁子よりも大幅に長い耐用年数を持つため、長期的にはコスト効果が高い選択肢となります。
強化ガラス絶縁子には多くの利点がありますが、一つの欠点として、表面に水分が凝結しやすいことがあります。しかし、急峻なフロントインパルス波を使用して空気中での穿刺強度をテストすると、ポーセリン絶縁子と同等の性能を示します。
ポリマー絶縁子
別の種類の電気絶縁材料として、ポリマー絶縁子があります。これは、ポーセリンではなく、ガラス繊維とエポキシポリマーの組み合わせで構成されています。ポリマー絶縁子はいくつかの特徴的な利点を持っています：
軽量：ポーセリンの約70%軽いため、取り扱いや輸送、設置が容易で、特に大規模な電気プロジェクトにおいて有用です。
穿刺防止および高機械強度：ポリマー絶縁子は電気穿刺に対して非常に耐性があり、優れた機械強度を持ち、さまざまな動作条件下でも信頼性の高い性能を発揮します。
熱抵抗：高い熱抵抗により、フラッシュオーバーによる損傷が減少し、電気システムの安全性と長寿命が向上します。
優れた無線干渉電圧性能：ポリマー絶縁子は無線干渉を最小限に抑える優れた性能を発揮し、電気設備周辺の通信システムの整合性を維持するために重要です。
ハードウェア腐食の抑制：材料の特性により、関連するハードウェアの腐食が防止され、メンテナンス要件が減少し、電気部品の寿命が延びます。
汚染された大気中の優れた性能：ポリマー絶縁子は汚染された環境でも良好に機能し、汚染物質の影響を受けにくいため、厳しい条件下でも一貫した絶縁性能を確保できます。
