Izolator elektryczny | Materiał izolacyjny | Izolator z porcelany szkła polimeru
Co to jest izolator elektryczny?
Izolator elektryczny (zwany również izolatorem) jest używany w systemie elektrycznym, aby zapobiec niepożądanej przepływowi prądu do ziemi z jego punktów podtrzymujących. Izolator odgrywa kluczową rolę w systemie elektrycznym. Izolator elektryczny tworzy bardzo oporny szlak, przez który praktycznie nie może przepływać prąd.
W systemach przesyłowych i dystrybucyjnych przewody powietrzne są zwykle wspierane przez wieże lub słupy podtrzymujące. Wieże i słupy są odpowiednio uziemione. Dlatego pomiędzy ciałem wieży lub słupa a przewodami przenoszącymi prąd musi znajdować się izolator, aby zapobiec przepływowi prądu z przewodu do ziemi przez uziemione wsparcia.
Materiał izolacyjny
Główną przyczyną awarii izolatora liniowego nadziemnego jest przebicie, które występuje między linią a ziemią podczas nietypowych przepięć w systemie. W trakcie tego przebicia ogromna ilość ciepła wyprodukowana przez łuki spowoduje uszkodzenie ciała izolatora. Biorąc pod uwagę ten zjawisko, materiały używane do izolatorów elektrycznych muszą posiadać pewne specyficzne właściwości.
Właściwości materiału izolacyjnego
Materiały ogólnie używane do celów izolacyjnych nazywane są materiałami izolacyjnymi. Aby były one skutecznie wykorzystywane, powinny posiadać pewne specyficzne właściwości, takie jak:
Muszą być wystarczająco mechanicznie mocne, aby unieść napięcie i ciężar przewodów.
Muszą mieć bardzo wysoką siłę dielektryczną, aby wytrzymać stresy napięciowe w systemach przesyłowych o wysokim napięciu.
Powinny posiadać wysoką oporność izolacyjną, aby zapobiec przeciekowi prądu do ziemi.
Materiał izolacyjny musi być wolny od niepożądanych domieszek.
Nie powinien być porowaty.
Na powierzchni izolatora elektrycznego nie powinno być żadnych otworów, przez które mogłyby wejść wilgoć lub gazy.
Jego właściwości fizyczne i elektryczne powinny być mniej wpływalne na zmiany temperatury.
Izolator porcelanowy
Porcelana jest najbardziej powszechnie używanym materiałem do izolatorów nadziemnych w obecnych czasach. Porcelana to silikat glinu. Silikat glinu jest mieszany z plastyczną kaoliną, feldsparem i kwarcem, aby uzyskać końcowy twardy i lakierowany materiał izolatora porcelanowego.
Powierzchnia izolatora powinna być wystarczająco lakierowana, aby woda nie osadzała się na niej. Porcelana powinna być również wolna od porowatości, ponieważ porowatość jest główną przyczyną pogorszenia jej właściwości dielektrycznych. Powinna być również wolna od wszelkich domieszk i bąbelków powietrza wewnątrz materiału, które mogą wpływać na właściwości izolatora.
Właściwości izolatora porcelanowego
Właściwość |
Wartość (przybliżona) |
Siła dielektryczna |
60 kV / cm |
Wytrzymałość na ściskanie |
70 000 Kg / cm2 |
Wytrzymałość na rozciąganie |
500 Kg / cm2 |
Izolator szklany
Obecnie izolatory szklane stały się popularne w systemach przesyłowych i dystrybucyjnych. Do celów izolacyjnych używa się hartowanej szkła. Izolatory szklane mają wiele zalet nad konwencjonalnymi izolatorami porcelanowymi
Zalety izolatora szklanego
Ma bardzo wysoką siłę dielektryczną w porównaniu do porcelany.
Jego oporność jest również bardzo wysoka.
Ma niski współczynnik rozszerzalności termicznej.
Ma wyższą wytrzymałość na rozciąganie w porównaniu z izolatorem porcelanowym.
Ze względu na swoja przezroczystość nie nagrzewa się w słońcu, tak jak porcelana.
Domieszki i bąbelki powietrza można łatwo wykryć wewnątrz ciała izolatora szklanego ze względu na jego przeźroczystość.
Szkło ma bardzo długi okres użytkowania, ponieważ właściwości mechaniczne i elektryczne szkła nie są wpływalne na starzenie.
Po wszystkim, szkło jest tańsze niż porcelana.
Wady izolatora szklanego
Wilgoć może łatwo kondensować się na powierzchni szkła, co powoduje, że pył i kurz osadzają się na wilgotnej powierzchni szkła, co stwarza ścieżkę dla przecieku prądu w systemie.
Dla wyższych napięć szkło nie może być odlewane w nieregularne kształty, ponieważ nierównomierne ochłodzenie powoduje wewnętrzne naprężenia.
