Wat is een elektrische geleider
Definitie
Een elektrisch isolerend materiaal wordt gedefinieerd als een stof die de doorstroming van elektriciteit beperkt. In dergelijke materialen bewegen elektrische ladingen niet vrijelijk; in plaats daarvan bieden ze een hoogst resistent pad, waardoor het uiterst moeilijk is voor elektrische stroom om te passeren. Een van de belangrijkste toepassingen van elektrisch isolerende materialen is in bovengrondse overdrachtlijnen, waar ze worden geplaatst tussen de torens en geleiders. Hun rol hierbij is om het lekken van elektrische stroom van de geleiders naar de grond te voorkomen, zodat er veilig en efficiënt elektrische energie kan worden overgebracht.
Eigenschappen van Elektrisch Isolerende Materialen
Voor optimale prestaties moeten elektrisch isolerende materialen de volgende belangrijke eigenschappen bezitten:
Hoge Mechanische Sterkte: Het materiaal moet robuust genoeg zijn om de spanning en het gewicht van de geleiders die het ondersteunt, te dragen. Dit garandeert de structuurintegriteit van het elektrische systeem en voorkomt mechanische storingen die kunnen leiden tot verstoringen in de energieoverdracht.
Hoge Dielectrische Sterkte: Een hoge dielectrische sterkte stelt het materiaal in staat hoge elektrische spanningen te weerstaan zonder te breken of elektriciteit te geleiden, waardoor de effectiviteit van de isolatie onder verschillende elektrische belastingscondities wordt beschermd.
Hoge Elektrische Weerstand: Om het lekken van stroom van de geleiders naar de grond te voorkomen, moet het isolerende materiaal een hoge weerstand hebben. Dit minimaliseert energieverliezen en vermindert het risico op elektrische ongelukken.
Niet-Poreus en Vrije Van Verontreinigingen: Poreositeit en verontreinigingen kunnen de isolerende eigenschappen van het materiaal aantasten door paden te bieden voor vochtinbreng en elektrische geleiding. Een niet-poreuze en vrije van verontreinigingen structuur garandeert lange-termijn betrouwbaarheid en constante prestaties.
Thermische Stabiliteit: De elektrische en chemische eigenschappen van het isolerende materiaal mogen niet worden beïnvloed door temperatuurschommelingen. Dit is cruciaal voor het behoud van de isolatie-integriteit in diverse werkomstandigheden, van extreem koude tot hoge temperaturen.
Meestal worden elektrische isolatoren vervaardigd van geharde glas of hoogwaardige natte-process porselein. Porseleinen isolatoren worden vaak afgewerkt met een bruine kleur op hun blootgestelde oppervlakken, hoewel crèmekleurige afgewerkte varianten ook in sommige toepassingen worden gebruikt.
Gehard of voorbelast glas is een populaire keuze geworden voor het bouwen van lijnisolatoren. De oppervlaklaag van geharde glasisolatoren staat onder hoge compressie, waardoor ze significant mechanische en thermische spanningen kunnen doorstaan. Het hardmakingsproces bestaat uit het verhitten van het glas boven de spanningstemperatuur en vervolgens snel afkoelen van het oppervlak met lucht, wat een toestand van interne spanning creëert die de sterkte en duurzaamheid verhoogt.
Voordelen van Geharde Glasisolatoren ten Opzichte van Porseleinen Isolatoren
Grotere Doorboorsterkte: Geharde glasisolatoren bieden superieure weerstand tegen elektrische doorboring, waardoor het risico op isolatie-fouten onder hoge spanning omstandigheden wordt verminderd.
Verhoogde Mechanische Sterkte: Met hogere mechanische sterkte zijn deze isolatoren minder geneigd om tijdens transport en installatie te breken, waardoor onderhoudskosten en downtime worden geminimaliseerd.
Hoge Thermische Schokweerstand: Hun vermogen om snelle temperatuurveranderingen te weerstaan, reduceert schade veroorzaakt door stroomflitsen, waardoor de algehele betrouwbaarheid van het elektrische systeem wordt verbeterd.
Zelfindicatieve Foutmodus: Bij schade door elektrische of mechanische oorzaken breekt de buitenste laag van de geharde glas-isolator en valt op de grond. Echter, de dop en pin blijven sterk genoeg om de geleider te ondersteunen, wat een duidelijke indicatie van schade geeft en de voortzetting van de veiligheid van de elektrische installatie garandeert.
Langere Levensduur: Geharde glasisolatoren hebben een aanzienlijk langere dienstleven vergeleken met porseleinen isolatoren, waardoor ze op de lange termijn een kosteneffectievere keuze zijn.
Hoewel geharde glasisolatoren vele voordelen hebben, hebben ze één nadeel: vocht condenseert gemakkelijker op hun oppervlakken. Echter, bij testen op doorboorsterkte in lucht met steilfrontimpuls golven, is hun prestatie vergelijkbaar met die van porseleinen isolatoren.
Polymeren Isolatoren
Een ander type elektrisch isolerend materiaal is de polymeren isolator, die bestaat uit een combinatie van glasvezel en epoxy polymer, in tegenstelling tot porselein. Polymeren isolatoren bieden meerdere duidelijke voordelen:
Lichtgewicht: Ze zijn ongeveer 70% lichter dan hun porseleinen equivalenten, waardoor ze gemakkelijker te hanteren, te vervoeren en te installeren zijn, vooral in grootschalige elektrische projecten.
Doorboorbestendig en Hoog Mechanisch Gewicht: Polymeren isolatoren zijn uitermate bestand tegen elektrische doorboring en hebben uitstekende mechanische sterkte, waardoor betrouwbare prestaties worden gegarandeerd onder verschillende bedrijfsomstandigheden.
Thermische Bestendigheid: Hun hoge thermische bestendigheid vermindert schade veroorzaakt door flitsen, waardoor de veiligheid en levensduur van het elektrische systeem worden verhoogd.
Superieure Radio-interferentie Spanningsprestaties: Polymeren isolatoren vertonen uitstekende prestaties bij het minimaliseren van radio-interferentie, wat cruciaal is voor het behoud van de integriteit van communicatiesystemen in de buurt van elektrische installaties.
Gereduceerde Hardware Corrosie: De eigenschappen van het materiaal helpen de corrosie van gerelateerde hardware te voorkomen, waardoor de onderhoudsbehoeften worden verminderd en de levensduur van de elektrische componenten wordt verlengd.
Beter Presteer in Besmette Atmosferen: Polymeren isolatoren zijn geschikt voor gebruik in besmette omgevingen, omdat ze minder gevoelig zijn voor verontreinigingen, waardoor consistent isolatie-prestaties worden gegarandeerd, zelfs in strenge omstandigheden.
