อินซูลเลเตอร์ไฟฟ้า (หรือเรียกว่าอินซูลเลเตอร์) ใช้ในระบบไฟฟ้าเพื่อป้องกันการไหลของกระแสไฟฟ้าไปยังพื้นดินจากจุดที่รองรับ อินซูลเลเตอร์มีบทบาทสำคัญในระบบไฟฟ้า อินซูลเลเตอร์ไฟฟ้าเป็นทางผ่านที่มีความต้านทานสูงมากจนแทบไม่มีกระแสไฟฟ้าใด ๆ สามารถไหลผ่านได้
ในการส่งและกระจายพลังงาน สายไฟเหนือศีรษะทั่วไปจะถูกสนับสนุนโดยหอคอยหรือเสา ในขณะที่หอคอยและเสาทั้งหมดถูกต่อพื้นดินอย่างเหมาะสม ดังนั้นต้องมีอินซูลเลเตอร์ระหว่างตัวหอคอยหรือเสาและสายไฟที่นำกระแสเพื่อป้องกันการไหลของกระแสไฟฟ้าจากสายไฟไปยังพื้นดินผ่านหอคอยหรือเสาที่ต่อพื้นดิน
สาเหตุหลักของการล้มเหลวของอินซูลเลเตอร์สายไฟเหนือศีรษะคือการฟ้าผ่า ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างสายไฟและพื้นดินในช่วงแรงดันไฟฟ้าผิดปกติในระบบ ระหว่างการฟ้าผ่านี้ ความร้อนสูงที่เกิดจากการอาร์คทำให้เกิดการเจาะทะลุในตัวอินซูลเลเตอร์ ดูจากปรากฏการณ์นี้ วัสดุที่ใช้สำหรับอินซูลเลเตอร์ไฟฟ้าต้องมีคุณสมบัติเฉพาะบางประการ
วัสดุที่ใช้สำหรับการฉนวนทั่วไปเรียกว่าวัสดุฉนวน สำหรับการใช้งานที่ประสบความสำเร็จ วัสดุนี้ควรมีคุณสมบัติเฉพาะดังต่อไปนี้-
ต้องมีความแข็งแรงทางกลเพียงพอที่จะแบกรับแรงดึงและความหนักของสายไฟ
ต้องมีความต้านทานทางไฟฟ้าสูงมากเพื่อทนทานต่อแรงดันไฟฟ้าในระบบส่งไฟฟ้าแรงสูง
ต้องมีความต้านทานฉนวนสูงเพื่อป้องกันการรั่วไหลของกระแสไฟฟ้าไปยังพื้นดิน
วัสดุฉนวนต้องไม่มีสิ่งเจือปนที่ไม่ต้องการ
ไม่ควรมีความพรุน
ต้องไม่มีช่องทางใด ๆ บนผิวของอินซูลเลเตอร์ไฟฟ้าเพื่อป้องกันการเข้าของความชื้นหรือแก๊ส
คุณสมบัติทางกายภาพและไฟฟ้าต้องไม่เปลี่ยนแปลงมากเมื่อเปลี่ยนอุณหภูมิ
เซรามิกเป็นวัสดุที่ใช้มากที่สุดสำหรับอินซูลเลเตอร์เหนือศีรษะในปัจจุบัน เซรามิกเป็นอลูมิเนียมซิลิเกต อลูมิเนียมซิลิเกตผสมกับพลาสติกไคลน์ ฟลด์สปาร์ และควอร์ตซ์ เพื่อให้ได้วัสดุอินซูลเลเตอร์เซรามิกที่แข็งและเคลือบเงา
ผิวของอินซูลเลเตอร์ควรเคลือบเงาเพียงพอเพื่อป้องกันไม่ให้น้ำเกาะบนผิว เซรามิกยังต้องไม่มีความพรุน เนื่องจากความพรุนเป็นสาเหตุหลักของการเสื่อมสภาพของคุณสมบัติทางไฟฟ้า นอกจากนี้ยังต้องไม่มีสิ่งเจือปนหรือฟองอากาศภายในวัสดุที่อาจส่งผลต่อคุณสมบัติของอินซูลเลเตอร์
คุณสมบัติ |
ค่า (ประมาณ) |
ความต้านทานทางไฟฟ้า |
60 kV / cm |
ความต้านทานแรงกด |
70,000 Kg / cm² |
ความต้านทานแรงดึง |
500 Kg / cm² |
ในปัจจุบัน อินซูลเลเตอร์กระจกได้รับความนิยมในระบบส่งและกระจายพลังงาน กระจกที่ผ่านกระบวนการอบแข็งถูกใช้สำหรับการฉนวน อินซูลเลเตอร์กระจกมีข้อดีหลายประการเหนืออินซูลเลเตอร์เซรามิกแบบเดิม
มีความต้านทานทางไฟฟ้าสูงมากเมื่อเทียบกับเซรามิก
ความต้านทานไฟฟ้าสูงมาก
มีสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ
มีความต้านทานแรงดึงสูงกว่าอินซูลเลเตอร์เซรามิก
เนื่องจากมีลักษณะโปร่งใส จึงไม่ถูกทำให้ร้อนด้วยแสงแดดเหมือนเซรามิก
สามารถตรวจพบสิ่งเจือปนและฟองอากาศภายในตัวอินซูลเลเตอร์กระจกได้ง่ายเพราะความโปร่งใส
กระจกมีอายุการใช้งานยาวนาน เนื่องจากคุณสมบัติทางกลและไฟฟ้าของกระจกไม่ได้รับผลกระทบจากการเสื่อมสภาพ
สุดท้ายแล้ว กระจกมีราคาถูกกว่าเซรามิก
ความชื้นสามารถควบแน่นบนผิวกระจกได้ง่าย ทำให้ฝุ่นละอองสะสมบนผิวกระจกที่เปียก ซึ่งจะเป็นทางผ่านให้กระแสไฟฟ้ารั่วไหลในระบบ
สำหรับแรงดันไฟฟ้าสูง กระจกไม่สามารถหล่อเป็นรูปร่างที่ไม่สม่ำเสมอได้ เนื่องจากความเย็นที่ไม่สม่ำเสมอทำให้เกิดความเครียดภายใน
