Un isolatore elettrico (noto anche come isolatore) viene utilizzato in un sistema elettrico per impedire il flusso indesiderato di corrente alla terra dai suoi punti di supporto. L'isolatore svolge un ruolo fondamentale nel sistema elettrico. Un isolatore elettrico è un percorso ad alta resistenza attraverso il quale praticamente non può fluire corrente.
Nei sistemi di trasmissione e distribuzione, i conduttori aerei sono generalmente supportati da torri o pali di sostegno. Le torri e i pali sono adeguatamente collegati a terra. Pertanto, deve esserci un isolatore tra la torre o il palo e i conduttori portatori di corrente per impedire il flusso di corrente dal conduttore alla terra attraverso le torri o i pali di sostegno collegati a terra.
La principale causa di guasto degli isolatori aerei è il flashover, che si verifica tra linea e terra durante tensioni anormali di sovratensione nel sistema. Durante questo flashover, il calore enorme prodotto dall'arco causa perforazioni nel corpo dell'isolatore. Considerando questo fenomeno, i materiali utilizzati per l'isolatore elettrico devono possedere alcune proprietà specifiche.
I materiali generalmente utilizzati per scopi isolanti sono chiamati materiale isolante. Per una utilizzazione efficace, questo materiale dovrebbe avere alcune proprietà specifiche come elencate di seguito-
Deve essere abbastanza robusto meccanicamente da sostenere la tensione e il peso dei conduttori.
Deve avere una resistenza dielettrica molto elevata per resistere agli stress di tensione nei sistemi di trasmissione ad alta tensione.
Deve possedere una elevata resistenza all'isolamento per impedire il flusso di corrente di fuga verso terra.
Il materiale isolante deve essere privo di impurità indesiderate.
Non dovrebbe essere poroso.
Non deve esserci nessuna apertura sulla superficie dell'isolatore elettrico in modo che l'umidità o i gas non possano entrarvi.
Le sue proprietà fisiche ed elettriche devono essere poco influenzate dal cambiamento di temperatura.
La porcellana è il materiale più comunemente utilizzato per gli isolatori aerei al giorno d'oggi. La porcellana è un silicato di alluminio. Il silicato di alluminio viene mescolato con kaolin plastico, feldspato e quarzo per ottenere il materiale finale duro e smaltato isolatore in porcellana.
La superficie dell'isolatore dovrebbe essere sufficientemente smaltata in modo che l'acqua non vi si depositi. La porcellana dovrebbe anche essere priva di porosità, poiché la porosità è la causa principale del deterioramento della sua proprietà dielettrica. Deve essere inoltre priva di qualsiasi impurità e bolle d'aria all'interno del materiale, che potrebbero influire sulle proprietà dell'isolatore.
Proprietà |
Valore (Approssimativo) |
Resistenza Dielettrica |
60 kV / cm |
Resistenza alla Compressione |
70.000 Kg / cm2 |
Resistenza alla Trazione |
500 Kg / cm2 |
Oggi gli isolatori in vetro sono diventati popolari nei sistemi di trasmissione e distribuzione. Viene utilizzato vetro temperato per scopi isolanti. Gli isolatori in vetro hanno numerosi vantaggi rispetto agli isolatori in porcellana convenzionali
Ha una resistenza dielettrica molto elevata rispetto alla porcellana.
La sua resistività è anche molto elevata.
Ha un coefficiente di espansione termica basso.
Ha una maggiore resistenza a trazione rispetto all'isolatore in porcellana.
Essendo trasparente, non si scalda nella luce solare come la porcellana.
Le impurità e le bolle d'aria possono essere facilmente rilevate all'interno del corpo dell'isolatore in vetro a causa della sua trasparenza.
Il vetro ha una vita di servizio molto lunga perché le proprietà meccaniche ed elettriche del vetro non vengono influenzate dall'invecchiamento.
Inoltre, il vetro è più economico della porcellana.
L'umidità può condensarsi facilmente sulla superficie del vetro e quindi la polvere dell'aria si deporrà sulla superficie del vetro umido, fornendo un percorso alla corrente di fuga del sistema.
Per tensioni elevate il vetro non può essere modellato in forme irregolari, poiché il raffreddamento irregolare causa tensioni interne.
