อะไรคือตัวนำไฟฟ้า

บทนิยาม

วัสดุฉนวนไฟฟ้าถูกกำหนดให้เป็นสารที่จำกัดการไหลของไฟฟ้าผ่านมัน ในวัสดุเหล่านี้ประจุไฟฟ้าไม่เคลื่อนที่อย่างอิสระ แต่แทนที่จะเสนอทางเดินที่มีความต้านทานสูง ทำให้ยากมากสำหรับกระแสไฟฟ้าที่จะผ่าน หนึ่งในแอปพลิเคชันหลักของวัสดุฉนวนไฟฟ้าคือสายส่งไฟฟ้าเหนือศีรษะ โดยวางระหว่างหอคอยและสายนำ บทบาทของพวกเขานั้นเพื่อป้องกันการรั่วไหลของกระแสไฟฟ้าจากสายนำไปยังพื้นดิน รับประกันการส่งผ่านพลังงานไฟฟ้าได้อย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ

คุณสมบัติของวัสดุฉนวนไฟฟ้า

เพื่อประสิทธิภาพการทำงานที่เหมาะสม วัสดุฉนวนไฟฟ้าควรมีคุณสมบัติหลักดังต่อไปนี้:

• ความแข็งแรงทางกลสูง: วัสดุต้องมีความทนทานเพียงพอที่จะแบกรับแรงดึงและความหนักของสายนำที่รองรับ ซึ่งรับประกันความสมบูรณ์ทางโครงสร้างของระบบไฟฟ้าและป้องกันการล้มเหลวทางกลที่อาจนำไปสู่การหยุดชะงักในการส่งผ่านพลังงาน

• ความแข็งแรงด้านดีไอเอสสูง: ความแข็งแรงด้านดีไอเอสที่สูงช่วยให้วัสดุมีความสามารถในการทนทานต่อแรงดันไฟฟ้าสูงโดยไม่แตกหรือนำไฟฟ้า รักษาประสิทธิภาพของการฉนวนไว้ภายใต้สภาพความเครียดทางไฟฟ้าต่าง ๆ

• ความต้านทานไฟฟ้าสูง: เพื่อป้องกันการรั่วไหลของกระแสไฟฟ้าจากสายนำไปยังพื้นดิน วัสดุฉนวนควรแสดงความต้านทานสูง ซึ่งลดการสูญเสียพลังงานและลดความเสี่ยงของการเกิดอุบัติเหตุทางไฟฟ้า

• ไม่มีรูพรุนและปราศจากสิ่งเจือปน: รูพรุนและการเจือปนสามารถทำลายคุณสมบัติการฉนวนของวัสดุโดยให้ทางเดินสำหรับการซึมผ่านของความชื้นและการนำไฟฟ้า โครงสร้างที่ไม่มีรูพรุนและปราศจากสิ่งเจือปนรับประกันความน่าเชื่อถือระยะยาวและการทำงานอย่างสม่ำเสมอ

• ความมั่นคงทางความร้อน: คุณสมบัติทางไฟฟ้าและเคมีของวัสดุฉนวนควรถูกกระทบโดยการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ซึ่งสำคัญในการรักษาความสมบูรณ์ของการฉนวนในสภาพแวดล้อมการดำเนินงานที่หลากหลาย ตั้งแต่อุณหภูมิต่ำมากจนถึงอุณหภูมิสูง

โดยทั่วไปแล้วฉนวนไฟฟ้าถูกผลิตจากแก้วที่ผ่านการเสริมความแข็งหรือเซรามิกคุณภาพสูงที่ผ่านกระบวนการเปียก ฉนวนเซรามิกมักถูกเคลือบด้วยสีน้ำตาลบนพื้นผิวที่สัมผัสได้ แม้ว่าบางกรณีจะใช้ฉนวนที่เคลือบด้วยสีครีม

แก้วที่ผ่านการเสริมความแข็งหรือแก้วที่มีความเครียดล่วงหน้ากลายเป็นทางเลือกที่ได้รับความนิยมในการสร้างฉนวนสายไฟ พื้นผิวลำดับแรกของฉนวนแก้วที่ผ่านการเสริมความแข็งอยู่ภายใต้แรงอัดสูง ทำให้สามารถทนทานต่อแรงดันทางกลและทางความร้อนได้มาก การเสริมความแข็งประกอบด้วยการอุ่นแก้วให้สูงกว่าอุณหภูมิความเครียดและทำการทำความเย็นพื้นผิวด้วยอากาศอย่างรวดเร็ว ซึ่งสร้างภาวะความเครียดภายในที่เพิ่มความแข็งแรงและความทนทาน

ข้อได้เปรียบของฉนวนแก้วที่ผ่านการเสริมความแข็งเมื่อเทียบกับฉนวนเซรามิก

• ความแข็งแรงต่อการเจาะทะลุสูง: ฉนวนแก้วที่ผ่านการเสริมความแข็งมีความต้านทานต่อการเจาะทะลุทางไฟฟ้าที่สูงขึ้น ลดโอกาสของการล้มเหลวของฉนวนภายใต้เงื่อนไขแรงดันไฟฟ้าสูง

• ความแข็งแรงทางกลสูงขึ้น: ด้วยความแข็งแรงทางกลที่สูงขึ้น ฉนวนเหล่านี้มีโอกาสแตกน้อยลงระหว่างการขนส่งและการติดตั้ง ลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาและเวลาหยุดชะงัก

• ความต้านทานต่อความร้อนกระชากสูง: ความสามารถในการทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็วลดความเสียหายที่เกิดจากการแฟลชโอเวอร์ของไฟฟ้า ปรับปรุงความน่าเชื่อถือโดยรวมของระบบไฟฟ้า

• โหมดการชำรุดที่บ่งบอกเอง: ในกรณีที่เกิดความเสียหายเนื่องจากสาเหตุทางไฟฟ้าหรือทางกล ปลอกนอกของฉนวนแก้วที่ผ่านการเสริมความแข็งจะแตกและตกพื้น อย่างไรก็ตาม หมวกและขาจะยังคงแข็งแรงเพียงพอที่จะรองรับสายนำ ให้สัญญาณที่ชัดเจนของการชำรุดและรับประกันความปลอดภัยของการติดตั้งไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง

• อายุการใช้งานยาวนาน: ฉนวนแก้วที่ผ่านการเสริมความแข็งมีอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่าฉนวนเซรามิกอย่างมาก ทำให้เป็นทางเลือกที่คุ้มค่าในระยะยาว

แม้ว่าฉนวนแก้วที่ผ่านการเสริมความแข็งจะมีข้อได้เปรียบมากมาย แต่ก็มีข้อเสียอย่างหนึ่งคือความชื้นจะควบแน่นบนพื้นผิวง่ายกว่า อย่างไรก็ตาม เมื่อทดสอบความแข็งแรงต่อการเจาะทะลุในอากาศโดยใช้คลื่นกระแทกที่มีขอบลาดชัน ประสิทธิภาพของพวกมันเทียบเท่ากับฉนวนเซรามิก

ฉนวนโพลิเมอร์

ประเภทอื่นของวัสดุฉนวนไฟฟ้าคือฉนวนโพลิเมอร์ ซึ่งประกอบด้วยการผสมผสานของไฟเบอร์กลาสและโพลิเมอร์อีพ็อกซี่ แทนที่จะเป็นเซรามิก ฉนวนโพลิเมอร์มีข้อได้เปรียบหลายประการ:

• น้ำหนักเบา: มีน้ำหนักประมาณ 70% น้อยกว่าฉนวนเซรามิก ทำให้ง่ายต่อการจัดการขนส่งและติดตั้ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในโครงการไฟฟ้าขนาดใหญ่

• ป้องกันการเจาะทะลุและมีความแข็งแรงทางกลสูง: ฉนวนโพลิเมอร์มีความต้านทานต่อการเจาะทะลุทางไฟฟ้าสูงและมีความแข็งแรงทางกลที่ยอดเยี่ยม รับประกันประสิทธิภาพการทำงานภายใต้เงื่อนไขการดำเนินงานต่าง ๆ

• ความต้านทานความร้อนสูง: ความต้านทานความร้อนสูงลดความเสียหายที่เกิดจากการแฟลชโอเวอร์ ปรับปรุงความปลอดภัยและอายุการใช้งานของระบบไฟฟ้า

• ประสิทธิภาพการรบกวนสัญญาณวิทยุที่ดี: ฉนวนโพลิเมอร์แสดงประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในการลดการรบกวนสัญญาณวิทยุ ซึ่งสำคัญสำหรับการรักษาความสมบูรณ์ของระบบสื่อสารในบริเวณใกล้เคียงกับการติดตั้งไฟฟ้า

• ลดการกัดกร่อนของฮาร์ดแวร์: คุณสมบัติของวัสดุช่วยป้องกันการกัดกร่อนของฮาร์ดแวร์ที่เกี่ยวข้อง ลดความต้องการในการบำรุงรักษาและยืดอายุการใช้งานของส่วนประกอบไฟฟ้า

• ประสิทธิภาพที่ดีในบรรยากาศที่มีมลพิษ: ฉนวนโพลิเมอร์เหมาะสมสำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีมลพิษ เนื่องจากได้รับผลกระทบจากสารปนเปื้อนน้อย รับประกันประสิทธิภาพการฉนวนอย่างต่อเนื่องแม้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง