Elektrischer Isolator | Isoliermaterial | Porzellan Glas Polymerisolator
Was ist ein elektrischer Isolator?
Ein elektrischer Isolator (auch als Isolator bezeichnet) wird in einem elektrischen System verwendet, um unerwünschten Stromfluss von seinen Haltepunkten zur Erde zu verhindern. Der Isolator spielt eine wichtige Rolle im elektrischen System. Ein elektrischer Isolator ist ein sehr hoher Widerstandsweg, durch den praktisch kein Strom fließen kann.
In Übertragungs- und Verteilungssystemen werden die Freileitungen normalerweise von Stütztürmen oder -masten getragen. Die Türme und Masten sind beide ordnungsgemäß geerdet. Daher muss zwischen Turm oder Mastkörper und stromführenden Leitern ein Isolator vorhanden sein, um den Stromfluss von der Leitung zur Erde durch die geerdeten Stütztürme oder -masten zu verhindern.
Isoliermaterial
Die Hauptursache für das Versagen von Freileitungsisolatoren ist der Durchschlag, der zwischen Leitung und Erde während eines ungewöhnlichen Überspannungsereignisses im System auftritt. Während dieses Durchschlags führt die durch den Bogen entstehende enorme Hitze zu Schäden am Isolatorkörper. Angesichts dieses Phänomens müssen die Materialien, die für elektrische Isolatoren verwendet werden, bestimmte Eigenschaften aufweisen.
Eigenschaften des Isoliermaterials
Die Materialien, die allgemein für isolierende Zwecke verwendet werden, werden als isolierendes Material bezeichnet. Für eine erfolgreiche Nutzung sollte dieses Material einige spezifische Eigenschaften aufweisen, wie unten aufgelistet:
Es muss mechanisch stark genug sein, um die Spannung und das Gewicht der Leiter zu tragen.
Es muss eine sehr hohe dielektrische Festigkeit aufweisen, um den Spannungsspitzen in Hochspannungsübertragungssystemen standzuhalten.
Es muss einen hohen Isolationswiderstand besitzen, um den Leckstrom zur Erde zu verhindern.
Das isolierende Material darf keine unerwünschten Verunreinigungen enthalten.
Es darf nicht porös sein.
Auf der Oberfläche des elektrischen Isolators dürfen keine Eingänge vorhanden sein, durch die Feuchtigkeit oder Gase eindringen könnten.
Seine physikalischen und elektrischen Eigenschaften dürfen sich nur geringfügig durch Temperaturänderungen beeinflussen lassen.
Porzellanisolator
Porzellan ist das am häufigsten verwendete Material für Freileitungsisolatoren in der heutigen Zeit. Porzellan besteht aus Aluminiumsilikat. Das Aluminiumsilikat wird mit plastischem Kaolin, Feldspat und Quarz gemischt, um das endgültige harte und glasierte Porzellanisolator-Material zu erhalten.
Die Oberfläche des Isolators sollte so glasiert sein, dass Wasser darauf nicht haften bleibt. Das Porzellan sollte auch frei von Poren sein, da Porosität die Hauptursache für die Verschlechterung seiner dielektrischen Eigenschaften ist. Es darf auch keine Verunreinigungen oder Luftblasen im Material enthalten, die die Eigenschaften des Isolators beeinträchtigen könnten.
Eigenschaften des Porzellanisolators
Eigenschaft |
Wert (ca.) |
Dielektrische Festigkeit |
60 kV / cm |
Druckfestigkeit |
70.000 Kg / cm² |
Zugfestigkeit |
500 Kg / cm² |
Glasisolator
Heutzutage sind Glasisolatoren in Übertragungs- und Verteilungssystemen beliebt geworden. Verglastes Hartglas wird für isolierende Zwecke verwendet. Glasisolatoren bieten gegenüber herkömmlichen Porzellanisolatoren zahlreiche Vorteile
Vorteile von Glasisolatoren
Es hat eine sehr hohe dielektrische Festigkeit im Vergleich zu Porzellan.
Sein Widerstand ist ebenfalls sehr hoch.
Es hat einen niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten.
Es hat eine höhere Zugfestigkeit im Vergleich zu Porzellanisolatoren.
Da es transparent ist, wird es im Sonnenlicht nicht so stark erhitzt wie Porzellan.
Verunreinigungen und Luftblasen können aufgrund der Transparenz leicht im Körper des Glasisolators erkannt werden.
Glas hat eine sehr lange Lebensdauer, da die mechanischen und elektrischen Eigenschaften des Glases nicht durch Alterung beeinträchtigt werden.
Letztendlich ist Glas billiger als Porzellan.
Nachteile von Glasisolatoren
Feuchtigkeit kann leicht auf der Glasoberfläche kondensieren, wodurch Staub auf der feuchten Glasoberfläche abgesetzt wird, was einen Pfad für den Leckstrom des Systems bereitstellt.
Für höhere Spannungen kann Glas nicht in unregelmäßige Formen gegossen werden, da durch ungleichmäßiges Abkühlen innere Spannungen entstehen.
