Een elektrische isolator (ook wel isolator genoemd) wordt in een elektrisch systeem gebruikt om de ongewenste stroomafvoer naar de aarde van zijn ondersteuningspunten te voorkomen. De isolator speelt een cruciale rol in het elektrische systeem. Een elektrische isolator is een zeer hoge weerstandspad waar door praktisch geen stroom kan vloeien.
In overdrachts- en distributiesystemen worden de overhead leidingen meestal ondersteund door torens of palen. Zowel de torens als de palen zijn goed afgewerkt. Er moet dus een isolator zijn tussen de toren of paal en de stroomvoerende geleiders om de stroomafvoer van de geleider naar de aarde door de afgewerkte ondersteunende torens of palen te voorkomen.
De belangrijkste oorzaak van het falen van de overhead lijnisolator is flashover, die optreedt tussen de lijn en de aarde tijdens abnormale overspanning in het systeem. Tijdens deze flashover veroorzaken de enorme hitte door booging puncties in het isolatorlichaam. Met het oog op dit fenomeen moeten de materialen die voor de elektrische isolator worden gebruikt, bepaalde specifieke eigenschappen bezitten.
De materialen die meestal voor isolerende doeleinden worden gebruikt, worden isolerend materiaal genoemd. Voor succesvol gebruik moet dit materiaal bepaalde specifieke eigenschappen hebben, zoals hieronder vermeld:
Het moet mechanisch sterk genoeg zijn om de spanning en het gewicht van de geleiders te dragen.
Het moet een zeer hoge diëlektrische sterkte hebben om de spanningen in hoogspannings-overdrachtssystemen te weerstaan.
Het moet een hoge isolatieweerstand hebben om de gelekkagestroom naar de aarde te voorkomen.
Het isolerend materiaal moet vrij zijn van ongewenste impuriteiten.
Het mag niet poreus zijn.
Er mogen geen ingangen zijn op het oppervlak van de elektrische isolator waardoor vocht of gassen kunnen binnendringen.
De fysieke en elektrische eigenschappen moeten weinig beïnvloed worden door temperatuurveranderingen.
Porselein is het meest gebruikte materiaal voor overhead isolators in de huidige tijd. Porselein is aluminiumsilicaat. Het aluminiumsilicaat wordt gemengd met plastische kaolin, feldspar en kwarts om uiteindelijk hard en geëmailleerd porseleinen isolatormateriaal te verkrijgen.
Het oppervlak van de isolator moet voldoende geëmailleerd zijn zodat water er niet op kan blijven staan. Porselein moet ook vrij zijn van porositeit, omdat porositeit de belangrijkste oorzaak is van de verslechtering van de diëlektrische eigenschap. Het moet ook vrij zijn van eventuele impuriteiten en luchtbelletjes in het materiaal die de isolatoreigenschappen kunnen beïnvloeden.
Eigenschap |
Waarde (ongeveer) |
Diëlektrische sterkte |
60 kV / cm |
Druksterkte |
70.000 Kg / cm2 |
Treksterkte |
500 Kg / cm2 |
Tegenwoordig zijn glasisolators populair geworden in overdrachts- en distributiesystemen. Aangehard glas wordt gebruikt voor isolerende doeleinden. Glasisolators hebben verschillende voordelen ten opzichte van conventionele porseleinen isolators
Het heeft een zeer hoge diëlektrische sterkte vergeleken met porselein.
Zijn weerstand is ook zeer hoog.
Het heeft een laag uitbreidingscoëfficiënt.
Het heeft een hogere treksterkte vergeleken met porseleinen isolators.
Aangezien het transparant is, wordt het niet verhit door zonlicht, zoals porselein.
Impuriteiten en luchtbelletjes kunnen eenvoudig worden gedetecteerd binnen het lichaam van de glasisolator vanwege de transparantie.
Glas heeft een zeer lange levensduur omdat de mechanische en elektrische eigenschappen van glas niet worden beïnvloed door veroudering.
Bovendien is glas goedkoper dan porselein.
Vocht kan gemakkelijk condenseren op het glasoppervlak, waardoor stof zich kan afzetten op het natte glasoppervlak, wat een pad kan bieden aan de lekkagestroom van het systeem.
Voor hogere spanningen kan glas niet in onregelmatige vormen worden gegoten, omdat door onregelmatige afkoeling interne spanningen ontstaan.
