Kaj je vodilna elektroda?

Definicija

Električni izolacijski material je definiran kot snov, ki omejuje pretok elektrike skozi njo. V takšnih materialih se električne napetosti ne gibljejo prosto; namesto tega ponujajo zelo uporn pot, kar omogoča, da je za električni tok izredno težko preiti. Eden od glavnih uporab električnih izolacijskih materialov je v površinskih prenosnih linijah, kjer so postavljene med stolpe in vodnike. Njihova vloga je preprečevanje utrku električnega toka iz vodnikov na tla, kar zagotavlja varno in učinkovito prenos električne energije.

Lastnosti električnih izolacijskih materialov

Za optimalno delovanje morajo imeti električni izolacijski materiali naslednje ključne lastnosti:

• Visoka mehanska čvrstoča: Material mora biti dovolj trden, da nosi napetost in težo vodnikov, ki jih podpira. To zagotavlja strukturno celovitost električnega sistema in preprečuje mehanske odpade, ki bi lahko pripeljali do motenj v prenosu energije.

• Visoka dielektrična čvrstoča: Visoka dielektrična čvrstoča omogoča materialu, da vzdrži visoke električne napetosti brez razpadanja ali prevajanja elektrike, kar zaščitju izolacije na učinkovitost pod različnimi električnimi obremenitvami.

• Visoka električna upornost: Da bi preprečili utrek električnega toka iz vodnikov na tla, mora izolacijski material pokazati visoko upornost. To zmanjša izgube energije in zmanjša tveganje za električne nesreče.

• Brez por in brez pristranskih snovi: Poroznost in pristranske snovi lahko ogrozijo izolacijske lastnosti materiala, saj ustvarjajo pot za vstop vlage in električnega prevoda. Brezporasta in brez pristranskih snovi struktura zagotavlja dolgoročno zanesljivost in konzistentno delovanje.

• Termalna stabilnost: Električne in kemične lastnosti izolacijskega materiala bi morale ostati nevplivane na temperaturne spremembe. To je ključno za ohranjanje integritete izolacije v različnih delovnih okoljih, od izjemno hladnih do visokotemperaturnih pogojev.

Običajno so električni izolatorji izdelani iz okrepjene stekla ali visokokakovostnega mokrega porcelana. Porcelanski izolatorji so pogosto polirani v rjava barva na svojih izpostavljenih površinah, čeprav se v nekaterih aplikacijah uporabljajo tudi kremsko polirani varianti.

Okrepjeno ali prednapeto steklo je postalo priljubljen izbor za gradnjo črtovnih izolatorjev. Površinski sloj okrepjenih steklenih izolatorjev je pod visokim stiskom, kar mu omogoča, da izdrži značajne mehanske in termalne obremenitve. Postopek okrepitve vključuje segrevanje stekla nad njegovo napetostno temperaturo in nato hitro ohlajanje njegove površine z zrakom, kar ustvari stanje notranjega stiska, ki poveča njegovo čvrstočo in trdoto.

Prednosti okrepjenih steklenih izolatorjev pred porcelanskimi izolatorji

• Večja čvrstoča proti probodu: Okrepjeni stekleni izolatorji ponujajo večjo odpornost proti električnemu probodu, kar zmanjša možnost odpada izolacije pod pogoji visokih napetosti.

• Povečana mehanska čvrstoča: Z višjo mehansko čvrstočo so ti izolatorji manj nagnjeni k razbitju med prevozom in namestitvijo, kar zmanjša stroške vzdrževanja in čas postopkov.

• Visoka odpornost proti termalnim šokom: Njihova sposobnost, da izdrži hitre spremembe temperature, zmanjša poškodbe, povzročene s premiki moči, kar izboljša splošno zanesljivost električnega sistema.

• Samoodkriti način odpovedi: V primeru poškodbe zaradi električnih ali mehanskih vzrokov se zunanji sloj okrepjenega steklenega izolatorja razbije in pada na tla. Vendar pa ostanejo kap in pin dovolj močna, da podpreta vodnik, kar zagotavlja jasno označitev poškodbe in varnost električne instalacije.

• Daljši življenjski čas: Okrepjeni stekleni izolatorji imajo znatno daljši servisni življenjski čas v primerjavi s porcelanskimi izolatorji, kar jih čini bolj ekonomsko izbiro na dolgoročno.

Čeprav imajo okrepjeni stekleni izolatorji veliko prednosti, imajo eno slabost: vlaga se lažje kondenzira na njihovih površinah. Vendar, ko so testirani za čvrstočo proti probodu v zraku z uporabo valov s strminim frontom, je njihovo delovanje primerljivo s porcelanskimi izolatorji.

Polimeri izolatorji

Druga vrsta električnega izolacijskega materiala je polimeri izolator, ki je sestavljen iz kombinacije fiberglasa in epoksidnega polimera, namesto porcelana. Polimeri izolatorji ponujajo več različnih prednosti:

• Lahek: So približno 70% lažji od svojih porcelanskih konkurentov, kar jih čini lažje ravnanje, prevoz in namestitev, še posebej pri velikih električnih projektih.

• Neproboden in visoka mehanska čvrstoča: Polimeri izolatorji so zelo odporni na električni probod in imajo odlično mehansko čvrstočo, kar zagotavlja zanesljivo delovanje pod različnimi delovnimi pogoji.

• Termalna odpornost: Njihova visoka termalna odpornost zmanjša poškodbe, povzročene s premiki moči, kar izboljša varnost in dolžino življenja električnega sistema.

• Nadmerna zmogljivost radio interferenčnega napetosti: Polimeri izolatorji kažejo odlično delovanje pri zmanjševanju radio interferenčne napetosti, kar je ključno za ohranjanje integritete komunikacijskih sistemov v bližini električnih instalacij.

• Zmanjšana korozija opreme: Lastnosti materiala pomagajo preprečiti korozijo povezane opreme, kar zmanjša potrebo po vzdrževanju in podaljša življenjski čas električnih komponent.

• Boljše delovanje v onesnaženih atmosferah: Polimeri izolatorji so primerni za uporabo v onesnaženih okoljih, ker jih manj vplivajo kontaminanti, kar zagotavlja konzistentno delovanje izolacije tudi v težkih pogoji.