전기 절연체 | 절연 재료 | 도자 유리 폴리머 절연체
전기 절연체란?
전기 절연체(또는 절연체로도 알려져 있음)는 전기 시스템에서 지지점으로부터 원하지 않는 전류 흐름을 방지하는 데 사용됩니다. 절연체는 전기 시스템에서 중요한 역할을 합니다. 전기 절연체는 실제로 전류가 거의 흐르지 않는 매우 높은 저항 경로입니다.
송전 및 배전 시스템에서 공중 도선은 일반적으로 지지 탑이나 기둥에 의해 지지됩니다. 탑과 기둥 모두 적절히 접지되어 있습니다. 따라서 접지된 지지 탑이나 기둥을 통해 도선에서 지구로의 전류 흐름을 방지하기 위해 탑 또는 기둥 몸체와 전류를 운반하는 도선 사이에 절연체가 있어야 합니다.
절연 재료
공중 선로 절연체의 주요 실패 원인은 시스템 내 이상적인 과전압 동안 발생하는 라인과 지구 사이의 플래시오버입니다. 이 플래시오버 중 아크에 의해 생성된 거대한 열이 절연체 본체에 구멍을 만듭니다. 이러한 현상을 고려하면, 전기 절연체에 사용되는 재료는 특정 속성을 가져야 합니다.
절연 재료의 특성
절연 목적으로 일반적으로 사용되는 재료를 절연 재료라고 합니다. 성공적인 활용을 위해서는 다음과 같은 특정 속성이 필요합니다-
도선의 장력과 무게를 충분히 견딜 수 있을 정도로 기계적으로 강해야 합니다.
고압 송전 시스템의 전압 스트레스를 견딜 수 있을 정도로 매우 높은 유전 강도가 있어야 합니다.
누설 전류를 방지하기 위해 높은 절연 저항을 가져야 합니다.
절연 재료는 불필요한 불순물이 없어야 합니다.
다공성이 있어서는 안 됩니다.
수분이나 가스가 들어갈 수 있는 입구가 절연체 표면에 있어서는 안 됩니다.
온도 변화에 따라 물리적 및 전기적 특성이 적게 영향을 받아야 합니다.
세라믹 절연체
현재 세라믹은 공중 절연체에 가장 널리 사용되는 재료입니다. 세라믹은 알루미늄 실리케이트입니다. 알루미늄 실리케이트는 플라스틱 카올린, 펠드스파, 그리고 석영과 혼합하여 최종적으로 단단하고 광택있는 세라믹 절연체 재료를 얻습니다.
절연체 표면은 충분히 광택이 있어 물이 그 위에 남아 있지 않아야 합니다. 세라믹은 다공성이 주요한 유전 특성 저하의 원인이므로 다공성이 없어야 합니다. 또한 재료 내부의 잡질이나 기포가 없어야 하며, 이들은 절연체 특성에 영향을 미칠 수 있습니다.
세라믹 절연체의 특성
특성 |
값(대략) |
유전 강도 |
60 kV / cm |
압축 강도 |
70,000 Kg / cm2 |
인장 강도 |
500 Kg / cm2 |
유리 절연체
최근에는 유리 절연체가 송전 및 배전 시스템에서 인기를 얻고 있습니다. 소결 강화 유리는 절연 목적에 사용됩니다. 유리 절연체는 전통적인 세라믹 절연체보다 많은 장점을 가지고 있습니다.
유리 절연체의 장점
세라믹에 비해 매우 높은 유전 강도를 가지고 있습니다.
그 저항률 역시 매우 높습니다.
열팽창 계수가 낮습니다.
세라믹 절연체에 비해 더 높은 인장 강도를 가지고 있습니다.
투명한 특성 때문에 세라믹처럼 햇빛에 의해 가열되지 않습니다.
투명성 덕분에 유리 절연체 본체 내부의 잡질과 기포를 쉽게 감지할 수 있습니다.
유리의 기계적 및 전기적 특성은 노화에 의해 영향을 받지 않으므로 매우 긴 수명을 가지게 됩니다.
결국, 유리는 세라믹보다 저렴합니다.
유리 절연체의 단점
습기는 유리 표면에 쉽게 응결되고, 따라서 먼지가 유리 표면에 쌓여 시스템의 누설 전류 경로를 제공할 수 있습니다.
더 높은 전압에서는 불규칙한 냉각으로 인해 내부 변형이 발생하므로 유리를 불규칙한 형태로 주조할 수 없습니다.
