Elektrický izolátor | Izolační materiál | Porcelánový skleněný polymerový izolátor
Co je elektrický izolátor?
Elektrický izolátor (také označovaný jako izolátor) se v elektrickém systému používá k prevenci nechtěného proudu do země ze svých podpůrných bodů. Izolátor hraje klíčovou roli v elektrickém systému. Elektrický izolátor je velmi vysokoodporová cesta, přes kterou prakticky není možné, aby proud prolétl.
V přenosových a distribučních systémech jsou obvykle nadzemní vodiče podporovány věžemi nebo tyčemi. Všechny věže a tyče jsou správně zazemleny. Proto musí být mezi tělem věže nebo tyče a vodiči, který nese proud, umístěn izolátor, aby se zabránilo průchodu proudu z vodiče do země přes zazemlené podpůrné věže nebo tyče.
Izolační materiál
Hlavní příčinou selhání nadzemního izolátoru je flashover, který nastává mezi vedením a zemí během abnormálního přetlaku v systému. Během tohoto flashoveru vytvořené teplo z oblouku způsobí prasklinu v těle izolátoru. S ohledem na tento jev musí materiál použitý pro elektrický izolátor mít některé specifické vlastnosti.
Vlastnosti izolačního materiálu
Materiály obecně používané pro izolační účely se nazývají izolační materiál. Pro úspěšné využití by tento materiál měl mít některé specifické vlastnosti, jak je uvedeno níže:
Musí být dostatečně mechanicky silný, aby unesl napětí a hmotnost vodičů.
Musí mít velmi vysokou dielektrickou sílu, aby odolal napěťovým stresům v systémech s vysokým napětím.
Musí mít vysoký odpor, aby zabránil unikání proudu do země.
Izolační materiál musí být bez nežádoucích nepřímků.
Nesmí být porézní.
Na povrchu elektrického izolátoru nesmí být žádné otvory, aby do něj nemohla vniknout vlhkost nebo plyny.
Fyzikální i elektrické vlastnosti musí být méně ovlivněny změnami teploty.
Porcelánový izolátor
Porcelán je nejčastěji používaný materiál pro nadzemní izolátory v dnešní době. Porcelán je aluminosilikát. Aluminosilikát se míchá s plastickým kaolinem, feldsparem a kvartem, aby byl získán tvrdý a lesklý materiál pro porcelánový izolátor.
Povrch izolátoru by měl být dostatečně lesklý, aby na něm nezůstala voda. Porcelán by také měl být bez porozity, protože porozita je hlavní příčinou degradace jeho dielektrických vlastností. Musí být také bez jakýchkoli nepřímků a vzduchových bublin uvnitř materiálu, které by mohly ovlivnit vlastnosti izolátoru.
Vlastnosti porcelánového izolátoru
Vlastnost |
Hodnota (přibližná) |
Dielektrická síla |
60 kV / cm |
Komprese |
70 000 Kg / cm² |
Tahová síla |
500 Kg / cm² |
Skleněný izolátor
Dnes se skleněné izolátory stávají populárními v přenosových a distribučních systémech. Pro izolační účely se používá zahradněná tuhá skla. Skleněné izolátory mají několik výhod oproti tradičním porcelánovým izolátorům.
Výhody skleněného izolátoru
Má velmi vysokou dielektrickou sílu oproti porcelánu.
Jeho odpor je také velmi vysoký.
Má nízký koeficient tepelné expanze.
Má vyšší tahovou sílu oproti porcelánovému izolátoru.
Protože je průhledný, nezahřívá se ve slunečním světle, jako porcelán.
Nepřímků a vzduchových bublin lze snadno detekovat uvnitř těla skleněného izolátoru díky jeho průhlednosti.
Sklo má velmi dlouhou životnost, protože jeho mechanické a elektrické vlastnosti nejsou ovlivněny stárnutím.
Celkově je sklo levnější než porcelán.
Nevýhody skleněného izolátoru
Vláha se snadno kondenzuje na povrchu skla a proto se na povrchu skla usazuje prach, což poskytuje cestu pro unikající proud systému.
Pro vyšší napětí nelze sklo odlít do nerovnoměrných tvarů, protože nerovnoměrné chladění způsobuje vnitřní napětí.
