Millistest materjalidest on valmistatud kaasaegsed isolaatorid?

Kaasaegsete isolaatorite materjalid

Tänapäeval on kõikjal meie planeedil, maal ja vee all, elektriliinid. Ainult endise Nõukogude Liidu territooriumil on kõigi elektriliinide pikkus selline, et see on kordades suurem kui ekvaatori pikkus. Ja ükski õhuliin ei saa tänapäeval hakkama ilma isolaatorite kasutamiseta. Tänu isolaatoritele sai võimalikuks ehitada töökindlaid ja stabiilseid energiasüsteeme püsiva tööpingega kuni 0,5 megavolti.

Suur hulk erinevaid isolaatoreid, millest igaüks sobib oma probleemide lahendamiseks, on struktuurselt erinevad, kuid samas üsna funktsionaalsed. Need tagavad kõrgepingeliinide usaldusväärse isolatsiooni juhtivatest tugedest, kuna isolatsioonimaterjalide dielektrilised omadused tagavad selle.

Iga isolaatori sektsioon, nagu isolaator tervikuna, teenib kogu kõrgepingeliini tööperioodi, seetõttu on isolaatori põhinõue vastupidavus. Ja isolaatori materjal on kohustatud selle tingimuse pakkuma. Isolaatorite peamised materjalid on klaas, portselan ja polümeerid.

Isolaatorites kasutatav klaas ei ole tavaline, see on valmistatud karastatud klaasist, mis on eriti vastupidav ja sellel põhinevad ripp-isolaatorid, mis on monteeritud vanikusse, on suurepärased. dielektrilised omadused, samas kui selliste oluliste toodete hind on üsna madal.

Portselanil on traditsiooniliste isoleermaterjalide seas kõrgeim tugevus. See talub valutult isegi välku, kuna portselani toormass on plastiline ja kuju saab anda kõige optimaalsema, nii et valmis isolaatori konfiguratsioon osutub isegi sellisele kõige vähem haavatavaks. suurepärane atmosfäärinähtus.

Polümeersolaatorid - kõige kaasaegsem lahendus, neid hakati valmistama ja rakendama suhteliselt hiljuti. Elektriliinide polümeerist isolaatorid on vastupidavad, suurepäraste dielektriliste omadustega ja nende tootmine ei ole seotud suurte materjalikuludega. Sadade kilovoltide puhul polümeerisolaator ei tööta, kuid kümnete kilovoltide jaoks on polümeerisolaator just see, mida vajate. Järgmisena vaatleme üksikasjalikult kaasaegsete isolaatorite materjale.

Edumeelsem lahendus on viimastel aastatel arenenud silikoonkummil põhinevate isolaatorite tootmine.

Silikoonkumm - see on kõik kumm, mis on olemuselt elastne… Sel põhjusel kasutatakse silikoonkummi laialdaselt väga painduvate kaablite isolatsioonimaterjalina. Üldjuhul kasutatakse energeetikas erinevaid kummikuid: stüreen-butadieen, butadieen, räni ja etüleen-propüleen, samuti looduslikud. Räniorgaaniline kumm põhineb polüorganosiloksaanidel.

Selles valemis on R orgaanilised radikaalid. Radikaalide tüüp määrab silikoonkummi omadused.Peaahel võib sisaldada nii räni kui hapnikku, aga ka lämmastikku, boori ja süsinikku. Sellest tulenevalt saadakse siloksaan-, borosiloksaan- ja ränidioksiidkummid.

Räniorgaaniline kumm saadakse kummi vulkaniseerimisel, see tähendab, et molekulid on ristseotud ruumilistes kompleksides. Keemilise sideme moodustavad radikaalid või terminaalsed OH- ja H-rühmad. Reaktsioon viiakse läbi kiirgusega kokkupuutel või kõrgel temperatuuril keemilisi aineid kasutades.Tootja tarnib massi vulkaniseerimiseks valmis.

Puhtal räni räni kummi ei oma kõrgeid elektrilisi omadusi; see osutub hapraks, osooni ja valguse suhtes haavatavaks. Seetõttu on piisavalt töökindla isolaatori saamiseks vaja räni räni kummil põhinevat komposiitmaterjali. Vastuvõetava kvaliteedi saavutamiseks lisatakse aktiivset tugevdavat täiteainet, milleks on titaandioksiid ja ränidioksiidi nanopulbrid. Tulemuseks on vastuvõetavate omadustega materjal. Siin on keskmised näitajad:

• Tihedus: 1350 kg / m3;

• Rebimistugevus: 5 MPa;

• Soojusvõimsus: 1350 J / kg-K;

• Soojusjuhtivus: 1,1 W / m-k;

• Elektritugevus: 21 kV / mm;

• Dielektrilise kao puutuja: 0,00125;

• Pinna eritakistus: 50,5 TΩ;

• Mahukindlus: 5,5 TΩ-m.

• Dielektriline konstant: 3,25.

Sellest tulenevalt võib ränikummi osas märkida, et selle elektrofüüsikalised omadused on rahuldavad, soojusjuhtivus piisavalt kõrge, mehaaniline tugevus jätab soovida. Märkimisväärne vastupidavus valgusele, osoonile, õlile. Töötemperatuurid vahemikus -90 ° C kuni + 250 ° C. Materjal on veekindel, kuid õlikindel ja gaasi läbilaskev.

Portselan.Rääkides portselanist, elektriportselanist isolaatorite jaoks, pidage meeles, et see on kunstlik mineraal, mis põhineb savil, kvartsil ja päevakivil. Lõpptoode saadakse kuumtöötlemisel keraamilise tehnoloogia abil.

Elektrilise portselani kõige tähelepanuväärsemad omadused on kuumakindlus, keemiline vastupidavus, vastupidavus igasugustele atmosfäärimõjudele, elektriline ja mehaaniline tugevus ning madal hind. Nendest eelistest lähtuvalt kasutatakse isolaatorite valmistamiseks portselani. Siin on selle keskmised andmed:

• Tihedus: 2400 kg / m3;

• Rebimistugevus: 90 MPa;

• Soojusvõimsus: 1350 J / kg-K;

• Soojusjuhtivus: 1,1 W / m-k;

• Elektritugevus: 27,5 kV / mm;

• Dielektrilise kao puutuja: 0,02;

• Pinna eritakistus: 0,5 TΩ;

• Mahukindlus: 0,1 TΩ-m.

• Dielektriline konstant: 7.

Kui võrrelda portselani ja silikoonkummi, siis võrreldes kummiga on portselan habras, väga raske, kõrge dielektrilise kadu puutuja.

Mis puutub klaasi, siis elektrotehniline klaas on võrreldes portselaniga stabiilsema toorainebaasiga, selle tootmistehnoloogia on lihtsam, lihtsamini automatiseeritav ning mis peamine – isolaatori riket või kahjustust on lihtne silmaga tuvastada. Klaasisolaatorite seeria purunemisel kukub dielektriline seelik maapinnale ja portselani purunemine ei kahjusta seelikut. Kahjustatud klaasisolaator on kohe nähtav ja portselani diagnoosimiseks tuleb kasutada lisaseadmeid, öövaatlusseadmeid.

Keemiliselt on elektriklaas naatriumi, boori, kaltsiumi, räni, alumiiniumi jne oksiidide komplekt. See on tegelikult väga-väga paks vedelik.Elektriline klaas erineb tavalisest leelisklaasist, see on madala leelisega klaas, ei pragune ega udu töötamise ajal. Siin on selle omadused:

• Tihedus: 2500 kg / m3;

• Rebimistugevus: 90 MPa;

• Soojusvõimsus: 1000 J / kg-K;

• Soojusjuhtivus: 0,92 W / m-k;

• Elektritugevus: 48 kV / mm;

• Dielektrilise kao puutuja: 0,024;

• Pinna eritakistus: 100 TΩ;

• Erimahu eritakistus: 1 TOM-m.

• Dielektriline konstant: 7.

Klaasisolaatorite puuduste hulka kuulub suur energiakulu elektriklaasi tootmisel, kuna seda tuleb kaua keeta.