전기 도체는 무엇인가요
정의
전기 절연 물질은 전기가 통과하는 것을 제한하는 물질로 정의됩니다. 이러한 물질에서는 전하가 자유롭게 움직이지 않으며, 대신 매우 저항적인 경로를 제공하여 전류가 통과하기 어려워집니다. 전기 절연 물질의 주요 응용 분야 중 하나는 송전선에서 타워와 도체 사이에 배치되는 것입니다. 여기서 그 역할은 도체에서 지면으로 전류가 누출되는 것을 방지하여 전력의 안전하고 효율적인 송전을 보장하는 것입니다.
전기 절연 물질의 특성
최적의 성능을 위해 전기 절연 물질은 다음의 주요 특성을 갖추어야 합니다:
높은 기계적 강도: 재료는 도체를 지탱하는 데 필요한 장력과 무게를 견딜 수 있을 만큼 강해야 합니다. 이는 전기 시스템의 구조적 무결성을 유지하고 전력 송전의 중단을 유발할 수 있는 기계적 고장을 방지합니다.
높은 유전강도: 높은 유전강도는 재료가 높은 전압에서도 전기적으로 붕괴되거나 전기를 전도하지 않고 견딜 수 있도록 합니다. 이는 다양한 전기 스트레스 조건에서 절연 효과를 보호합니다.
높은 전기 저항: 도체에서 지면으로 누설 전류가 흐르지 않도록 절연 재료는 높은 저항성을 나타내어야 합니다. 이는 에너지 손실을 최소화하고 전기 사고의 위험을 줄입니다.
비다공성 및 불순물 없는: 다공성과 불순물은 습기 침입과 전기 전도를 가능하게 하는 경로를 제공하여 절연 재료의 절연 특성을 저하시킬 수 있습니다. 비다공성이고 불순물이 없는 구조는 장기적인 신뢰성과 일관된 성능을 보장합니다.
열안정성: 절연 재료의 전기적 및 화학적 특성은 온도 변화에 영향을 받지 않아야 합니다. 이것은 극단적으로 추운 환경에서 고온 조건까지 다양한 운영 환경에서 절연의 무결성을 유지하는 데 중요합니다.
일반적으로 전기 절연자는 강화 유리나 고품질 습식 공정 포셀린으로 제작됩니다. 포셀린 절연자는 노출된 표면에 갈색 글레이즈 처리가 되어 있지만, 일부 애플리케이션에서는 크림색 글레이즈 변형도 사용됩니다.
강화 또는 예응력 유리는 선로 절연자 제작에 인기 있는 선택입니다. 강화 유리 절연자의 표면층은 고압축 상태로, 이로 인해 상당한 기계적 및 열적 스트레스를 견딜 수 있습니다. 강화 과정은 유리를 변형 온도 이상으로 가열한 후 공기로 표면을 빠르게 냉각시켜 내부 스트레스 상태를 생성하여 강도와 내구성을 향상시킵니다.
포셀린 절연자보다 강화 유리 절연자의 장점
더 높은 관통 강도: 강화 유리 절연자는 높은 전압 조건에서도 절연 실패 가능성을 줄이는 뛰어난 전기 관통 저항력을 제공합니다.
향상된 기계적 강도: 더 높은 기계적 강도로 인해 이 절연자는 운송 및 설치 중 파손 가능성은 낮아지고 유지보수 비용과 중단 시간을 최소화합니다.
높은 열 충격 저항: 급격한 온도 변화에 대한 내성이 있어 전력 플래시오버로 인한 손상을 줄이고 전기 시스템의 전체적인 신뢰성을 향상시킵니다.
자기 진단 가능한 손상 모드: 전기적이나 기계적 원인으로 손상이 발생하면 강화 유리 절연자의 외부 쉘이 깨져 땅으로 떨어집니다. 그러나 캡과 핀은 도체를 지지하기에 충분히 강하며, 손상이 발생했음을 명확히 표시하고 전기 설치의 계속적인 안전을 보장합니다.
더 긴 수명: 강화 유리 절연자는 포셀린 절연자에 비해 훨씬 더 긴 서비스 수명을 가지므로 장기적으로 보면 더 경제적인 선택입니다.
강화 유리 절연자는 많은 장점을 가지고 있지만 한 가지 단점이 있습니다: 표면에 습기가 더 쉽게 응축되기 때문입니다. 그러나 가파른 전면 임펄스 파동을 사용하여 공기 중에서 관통 강도를 테스트할 때, 그 성능은 포셀린 절연자와 비교할 만합니다.
폴리머 절연자
또 다른 종류의 전기 절연 재료는 폴리머 절연자로, 포셀린이 아닌 섬유유리와 에폭시 폴리머의 조합으로 구성됩니다. 폴리머 절연자는 다음과 같은 여러 가지 독특한 장점을 제공합니다:
경량: 폴리머 절연자는 포셀린 대비 약 70% 가볍습니다. 이로 인해 취급, 운송, 설치가 용이하며 특히 대규모 전기 프로젝트에서 유용합니다.
관통 방지 및 높은 기계적 강도: 폴리머 절연자는 전기 관통에 매우 저항적이며 뛰어난 기계적 강도를 가지고 있어 다양한 운영 조건에서 신뢰성 있는 성능을 보장합니다.
열 저항: 높은 열 저항으로 플래시오버로 인한 손상을 줄여 전기 시스템의 안전성과 수명을 향상시킵니다.
우수한 라디오클라우딩 전압 성능: 폴리머 절연자는 라디오클라우딩을 최소화하는 데 우수한 성능을 발휘하여 전기 설치 근처의 통신 시스템의 무결성을 유지하는 데 중요합니다.
하드웨어 부식 감소: 재료의 특성은 관련 하드웨어의 부식을 방지하여 유지보수 요구 사항을 줄이고 전기 구성 요소의 수명을 연장합니다.
오염된 대기에서의 우수한 성능: 폴리머 절연자는 오염된 환경에서 적합하며 오염물질에 덜 영향을 받아 혹독한 조건에서도 일관된 절연 성능을 유지합니다.
