Iz katerih materialov so izdelani sodobni izolatorji?

Materiali sodobnih izolatorjev

Danes so povsod na našem planetu, na kopnem in pod vodo, daljnovodi. Samo na ozemlju nekdanje Sovjetske zveze je dolžina vseh daljnovodov tolikšna, da je večkrat večja od dolžine ekvatorja. In noben daljnovod danes ne more brez uporabe izolatorjev. Zahvaljujoč izolatorjem je postalo mogoče graditi zanesljive in stabilne energetske sisteme s konstantno obratovalno napetostjo do 0,5 megavoltov.

Veliko število različnih izolatorjev, od katerih je vsak primeren za reševanje svojih težav, so strukturno različni, a hkrati precej funkcionalni. Zagotavljajo zanesljivo izolacijo visokonapetostnih daljnovodov od prevodnih nosilcev, saj to zagotavljajo dielektrične lastnosti izolacijskih materialov.

Vsak od delov izolatorja, tako kot izolator kot celota, služi skozi celotno obdobje delovanja visokonapetostnega voda, zato je glavna zahteva za izolator vzdržljivost. In material izolatorja je dolžan zagotoviti ta pogoj. Glavni materiali izolatorjev so steklo, porcelan in polimeri.

Steklo, uporabljeno v izolatorjih, ni navadno, izdelano je iz kaljenega stekla, ki je še posebej trpežno, obešeni izolatorji na njegovi osnovi, sestavljeni v girlandi, pa imajo odlične lastnosti. dielektrične lastnosti, medtem ko je cena za tako pomembne izdelke te vrste precej nizka.

Porcelan ima največjo trdnost med tradicionalnimi izolacijskimi materiali. Brez bolečin je sposoben prenesti celo strelo, saj je surova masa porcelana plastična, obliko pa je mogoče dati najbolj optimalno, tako da se konfiguracija končnega izolatorja izkaže za najmanj ranljivo tudi za takšne velik atmosferski pojav.

Polimerni izolatorji so najsodobnejša rešitev, začeli so jih izdelovati in uporabljati relativno nedavno. Polimerni izolatorji za daljnovode so trpežni, imajo odlične dielektrične lastnosti, njihova proizvodnja pa ni povezana z velikimi materialnimi stroški. Za stotine kilovoltov polimerni izolator ne bo deloval, toda za desetine kilovoltov je polimerni izolator točno tisto, kar potrebujete. Nato bomo podrobno preučili materiale sodobnih izolatorjev.

Proizvodnja izolatorjev na osnovi silikonske gume, ki se v zadnjih letih razvija, je naprednejša rešitev.

Silikonska guma — to je to guma, ki je po naravi elastična… Iz tega razloga se silikonska guma pogosto uporablja kot izolacijski material za zelo fleksibilne kable. Na splošno se v energetiki uporabljajo različne gume: stiren-butadien, butadien, silicijev silicij in etilen-propilen, pa tudi naravne. Organosilicijeva guma temelji na poliorganosiloksanih.

V tej formuli so R organski radikali. Vrsta radikalov določa lastnosti silikonske gume.Glavna veriga lahko vsebuje silicij in kisik, pa tudi dušik, bor in ogljik. V skladu s tem bo rezultat siloksan, borosiloksan in silicijev dioksid.

Organosilicijevo gumo pridobivajo z vulkanizacijo gume, to pomeni, da so molekule zamrežene v prostorske komplekse. Kemično vez tvorijo radikali ali končne skupine OH in H. Reakcija poteka z izpostavljenostjo sevanju ali z uporabo kemičnih sredstev pri visokih temperaturah.Proizvajalec dobavi maso pripravljeno za vulkanizacijo.

Čista silicijeva silicijeva guma nima visokih električnih lastnosti; izkaže se za krhko, občutljivo na ozon in svetlobo. Zato je za pridobitev dovolj zanesljivega izolatorja potreben kompozitni material na osnovi silicijeve silicijeve gume. Za doseganje sprejemljive kakovosti je dodano aktivno ojačitveno polnilo, ki je titanov dioksid in nanoprah silicijevega dioksida. Rezultat je material s sprejemljivimi lastnostmi. Tukaj so povprečne specifikacije:

• Gostota: 1350 kg / m3;

• Trdna trdnost: 5 MPa;

• Toplotna moč: 1350 J / kg-K;

• Toplotna prevodnost: 1,1 W / m-k;

• Električna trdnost: 21 kV / mm;

• Tangens dielektrične izgube: 0,00125;

• Specifična površinska upornost: 50,5 TΩ;

• Masivni upor: 5,5 TΩ-m.

• Dielektrična konstanta: 3,25.

Posledično je glede silicijeve gume mogoče ugotoviti, da so njene elektrofizične lastnosti zadovoljive, toplotna prevodnost je dovolj visoka, mehanska trdnost pušča veliko želenega. Izjemna odpornost na svetlobo, ozon, olje. Delovne temperature v območju od -90 ° C do + 250 ° C. Material je vodoodporen, vendar odporen na olje in pline.

Porcelan.Ko že govorimo o porcelanu, električnem porcelanu za izolatorje, ne pozabite, da je to umetni mineral na osnovi gline, kremena in glinenca. Končni izdelek dobimo s toplotno obdelavo po keramični tehnologiji.

Najbolj izjemne lastnosti elektroporcelana so toplotna odpornost, kemična odpornost, odpornost na vse atmosferske vplive, električna in mehanska trdnost ter nizka cena. Na podlagi teh prednosti se porcelan uporablja za izdelavo izolatorjev. Tukaj so njegove povprečne specifikacije:

• Gostota: 2400 kg / m3;

• Trdna trdnost: 90 MPa;

• Toplotna moč: 1350 J / kg-K;

• Toplotna prevodnost: 1,1 W / m-k;

• Električna trdnost: 27,5 kV / mm;

• Tangens dielektrične izgube: 0,02;

• Specifična površinska upornost: 0,5 TΩ;

• Masivni upor: 0,1 TΩ-m.

• Dielektrična konstanta: 7.

Če primerjamo porcelan in silikonsko gumo, je porcelan v primerjavi z gumo krhek, zelo težak, ima visoko tangens dielektrične izgube.

Kar zadeva steklo, ima elektrotehnično steklo v primerjavi s porcelanom stabilnejšo surovinsko bazo, njegova proizvodna tehnologija je enostavnejša, lažja za avtomatizacijo, predvsem pa je z očesom enostavno prepoznati okvaro ali poškodbo izolatorja. Razbitje niza steklenih izolatorjev povzroči, da dielektrična obloga pade na tla, zlom porcelana pa ne poškoduje obloge. Poškodovan stekleni izolator je takoj viden in za diagnozo porcelana je treba uporabiti dodatne naprave, naprave za nočno opazovanje.

Kemično je električno steklo skupek oksidov natrija, bora, kalcija, silicija, aluminija itd. Pravzaprav je zelo, zelo gosta tekočina.Električno steklo se razlikuje od navadnega alkalnega stekla, je nizko alkalno steklo, med delovanjem ne poka in se ne megli. Tu so njegove značilnosti:

• Gostota: 2500 kg / m3;

• Trdna trdnost: 90 MPa;

• Toplotna moč: 1000 J / kg-K;

• Toplotna prevodnost: 0,92 W / m-k;

• Električna trdnost: 48 kV / mm;

• Tangens dielektrične izgube: 0,024;

• Specifična površinska upornost: 100 TΩ;

• Specifična volumska upornost: 1 TOM-m.

• Dielektrična konstanta: 7.

Slabosti steklenih izolatorjev vključujejo veliko porabo energije pri proizvodnji električnega stekla, saj ga je treba dolgo kuhati.