Šta je električni vodilac

Definicija

Električni izolacioni materijal definiše se kao tvar koja ograničava tok električne struje kroz nju. U ovim materijalima, električni naboji se ne kreću slobodno; umesto toga, oni pružaju visoko otpornu putanju, čime se čini ekstremno teško da električna struja prođe. Jedna od primarnih primena električnih izolacionih materijala je u nadzemnim prenosnim linijama, gde se smještaju između tornjeva i vodilaca. Njihova uloga ovdje je da spreče curenje električne struje iz vodilaca na zemlju, osiguravajući siguran i učinkovit prenos električne energije.

Svojstva električnih izolacionih materijala

Za optimalnu performansu, električni izolacioni materijali bi trebalo da poseduju sledeća ključna svojstva:

• Visoka mehanička čvrstoća: Materijal mora biti dovoljno čvrst da podnese napetost i težinu vodilaca koje podržava. To osigurava strukturnu integritet električnog sistema i sprečava mehaničke kvarove koji bi mogli dovesti do prekida u prenosu struje.

• Visoka dielektrička čvrstoća: Visoka dielektrička čvrstoća omogućava materijalu da izdrži visoke električne napone bez razaranja ili provođenja struje, čime se štiti učinkovitost izolacije pod različitim uslovima električnog stresa.

• Visok električni otpor: Da bi se sprečio curenje struje iz vodilaca na zemlju, izolacioni materijal treba da pokazuje visoku rezistivnost. To smanjuje gubitke energije i smanjuje rizik od električnih nesreća.

• Neporozan i slobodan od impuriteta: Poroza i impuriteti mogu kompromitovati izolaciona svojstva materijala pružanjem putanji za penetraciju vlage i električnog provođenja. Neporozan i slobodan od impuriteta struktura osigurava dugoročnu pouzdanost i konzistentnu performansu.

• Termalna stabilnost: Električka i hemijska svojstva izolacionog materijala trebalo bi da ostaju nepromenjena pod uticajem fluktuacija temperature. Ovo je ključno za održavanje integriteta izolacije u različitim radnim okruženjima, od ekstremno hladnih do visokotemperaturnih uslova.

Obično su električni izolatori proizvedeni od ojačanog stakla ili visokokvalitetnog mokrog porcelana. Porcelanski izolatori često su pokriveni smeđom bojom na njihovim izloženim povrsinama, iako se takođe koriste varijante sa bež bojom u nekim aplikacijama.

Ojačano ili predopterećeno staklo postalo je popularan izbor za izgradnju linijskih izolatora. Površinski sloj ojačanog staklenog izolatora nalazi se pod visokim kompresionim naprezanjem, što mu omogućava da izdrži značajne mehaničke i termalne stresove. Proces ojačavanja uključuje zagrijavanje stakla iznad temperature naprezanja, a zatim brzo hlađenje njegove površine zrakom, što stvara stanje unutrašnjeg naprezanja koje povećava njegovu čvrstoću i dugovečnost.

Prednosti ojačanog staklenog izolatora u odnosu na porcelanski izolator

• Veća čvrstoća protiv proboda: Ojačani stakleni izolatori nude superiornu otpornost na električni probod, smanjujući verovatnoću kvara izolacije pod uslovima visokih napona.

• Poboljšana mehanička čvrstoća: Sa većom mehaničkom čvrstoćom, ovi izolatori su manje podložni slomu tokom transporta i instalacije, smanjujući troškove održavanja i vremenski propust.

• Visoka otpornost na termalni šok: Njihova sposobnost da izdrži brze promene temperature smanjuje oštećenje uzrokovano flashoverima, poboljšavajući ukupnu pouzdanost električnog sistema.

• Samopokazivački modus kvara: U slučaju oštećenja zbog električnih ili mehaničkih uzroka, vanjska šedna ojačanog staklenog izolatora se razbija i pada na zemlju. Međutim, kap i pin ostaju dovoljno čvrsti da podrže vodilac, pružajući jasan indikator oštećenja i osiguravajući nastavak sigurnosti električne instalacije.

• Duži životni vek: Ojačani stakleni izolatori imaju značajno duži vreme upotrebe u odnosu na porcelanske izolatore, čime predstavljaju ekonomičniji izbor na duži rok.

Iako ojačani stakleni izolatori imaju mnoge prednosti, imaju jedan nedostatak: vlažnost se lakše kondenzira na njihovim povrsinama. Međutim, kada se testiraju za čvrstoću protiv proboda vazduhom koristeći talas sa strmom frontom, njihova performansa je slična onoj porcelanskih izolatora.

Polimeri izolatori

Još jedan tip električnog izolacionog materijala su polimeri izolatori, koji su sastavljeni od kombinacije fiberglasa i epoksni polimer, suprotno porcelanu. Polimeri izolatori nude nekoliko odvojenih prednosti:

• Lagan: Oni su približno 70% laganiji od njihovih porcelanskih protivnika, čime se lakše rukuju, transportiraju i instaliraju, posebno u velikim projektima električnih instalacija.

• Otporni na probod i visoka mehanička čvrstoća: Polimeri izolatori su visoko otporni na električni probod i posjeduju odličnu mehaničku čvrstoću, osiguravajući pouzdanu performansu pod različitim radnim uslovima.

• Termalna otpornost: Njihova visoka termalna otpornost smanjuje oštećenje uzrokovano flashoverima, poboljšavajući sigurnost i dugovečnost električnog sistema.

• Superiorna performansa u pogledu radio interferencije: Polimeri izolatori pokazuju odličnu performansu u smanjivanju radio interferencije, što je ključno za održavanje integriteta komunikacionih sistema u blizini električnih instalacija.

• Smanjena korozija hardvera: Svojstva materijala pomazuju u sprečavanju korozije povezanog hardvera, smanjujući potrebu za održavanjem i proširujući vreme trajanja električnih komponenti.

• Bolja performansa u zagađenim atmosferama: Polimeri izolatori su dobro prilagođeni za korišćenje u zagađenim sredinama, jer su manje podložni kontaminantima, osiguravajući konzistentnu performansu izolacije čak i u teškim uslovima.