No kādiem materiāliem ir izgatavoti mūsdienu izolatori?

Mūsdienu izolatoru materiāli

Mūsdienās visur uz mūsu planētas, uz zemes un zem ūdens, ir elektropārvades līnijas. Tikai bijušās Padomju Savienības teritorijā visu elektropārvades līniju garums ir tāds, ka tas daudzkārt pārsniedz ekvatora garumu. Un neviena gaisvadu elektrolīnija mūsdienās nevar iztikt bez izolatoru izmantošanas. Pateicoties izolatoriem, kļuva iespējams izveidot uzticamas un stabilas enerģijas sistēmas ar pastāvīgu darba spriegumu līdz 0,5 megavoltiem.

Liels skaits dažādu izolatoru, no kuriem katrs ir piemērots savu problēmu risināšanai, ir strukturāli atšķirīgi, bet tajā pašā laikā diezgan funkcionāli. Tie nodrošina drošu augstsprieguma elektropārvades līniju izolāciju no vadošiem balstiem, jo ​​izolācijas materiālu dielektriskās īpašības to nodrošina.

Katra no izolatora sekcijām, tāpat kā izolators kopumā, kalpo visu augstsprieguma līnijas darbības laiku, tāpēc galvenā prasība izolatoram ir izturība. Un izolatora materiālam ir pienākums nodrošināt šo nosacījumu. Galvenie izolatoru materiāli ir stikls, porcelāns un polimēri.

Izolatoros izmantotais stikls nav parasts, tas ir izgatavots no rūdīta stikla, kas ir īpaši izturīgs, un uz tā bāzes izgatavotie piekares izolatori, kas samontēti vītnē, ir lieliski dielektriskās īpašības, savukārt cena ir diezgan zema šāda veida produktiem, kas ir tik svarīgi.

Porcelānam ir visaugstākā izturība starp tradicionālajiem izolācijas materiāliem. Tas nesāpīgi spēj izturēt pat zibens, jo porcelāna neapstrādātā masa ir plastmasa, un formai var piešķirt visoptimālāko, lai gatavā izolatora konfigurācija izrādītos vismazāk neaizsargāta pat pret šādu. lieliska atmosfēras parādība.

Polimēru izolatori ir vismodernākais risinājums, tos sāka ražot un lietot salīdzinoši nesen. Polimēru izolatori elektrolīnijām ir izturīgi, tiem piemīt izcilas dielektriskās īpašības, un to izgatavošana nav saistīta ar lielām materiālu izmaksām. Simtiem kilovoltu polimēru izolators nederēs, bet desmitiem kilovoltu polimēru izolators ir tieši tas, kas jums nepieciešams. Tālāk mēs detalizēti aplūkosim mūsdienu izolatoru materiālus.

Progresīvāks risinājums ir pēdējos gados attīstītā izolatoru ražošana uz silikona gumijas bāzes.

Silikona gumija — tas arī viss gumija, kas pēc būtības ir elastīga… Šī iemesla dēļ silikona gumija tiek plaši izmantota kā izolācijas materiāls ļoti elastīgiem kabeļiem. Kopumā enerģētikā tiek izmantotas dažādas gumijas: stirola-butadiēna, butadiēna, silīcija silīcija un etilēna-propilēna, kā arī dabiskās. Organosilīcija gumijas pamatā ir poliorganosiloksāni.

Šajā formulā R ir organiskie radikāļi. Radikāļu veids nosaka silikona gumijas īpašības.Galvenā ķēde var saturēt gan silīciju, gan skābekli, kā arī slāpekli, boru un oglekli. Tādējādi tiks iegūtas siloksāna, borsiloksāna un silīcija dioksīda gumijas.

Organisko silīcija gumiju iegūst, vulkanizējot gumiju, tas ir, molekulas ir savstarpēji saistītas telpiskos kompleksos. Ķīmisko saiti veido radikāļi vai gala OH un H grupas. Reakciju veic, pakļaujot starojumam vai izmantojot ķīmiskos līdzekļus augstā temperatūrā.Ražotājs piegādā masu gatavu vulkanizācijai.

Tīrai silīcija silīcija gumijai nav augstas elektriskās īpašības; tas izrādās trausls, neaizsargāts pret ozonu un gaismu. Tāpēc, lai iegūtu pietiekami uzticamu izolatoru, ir nepieciešams kompozītmateriāls uz silīcija silīcija gumijas bāzes. Lai sasniegtu pieņemamu kvalitāti, tiek pievienota aktīva pastiprinoša pildviela, kas ir titāna dioksīds un silīcija dioksīda nanopulveri. Rezultāts ir materiāls ar pieņemamām īpašībām. Šeit ir vidējās specifikācijas:

• Blīvums: 1350 kg / m3;

• Plīsuma izturība: 5 MPa;

• Siltuma jauda: 1350 J / kg-K;

• Siltumvadītspēja: 1,1 W / m-k;

• Elektriskā izturība: 21 kV / mm;

• Dielektrisko zudumu tangenss: 0,00125;

• Īpatnējā virsmas pretestība: 50,5 TΩ;

• Tilpnes pretestība: 5,5 TΩ-m.

• Dielektriskā konstante: 3,25.

Rezultātā attiecībā uz silīcija gumiju var atzīmēt, ka tās elektrofizikālās īpašības ir apmierinošas, siltumvadītspēja ir pietiekami augsta, mehāniskā izturība atstāj daudz vēlamo. Ievērojama izturība pret gaismu, ozonu, eļļu. Darba temperatūras diapazonā no -90 ° C līdz + 250 ° C. Materiāls ir ūdensnecaurlaidīgs, bet eļļas izturīgs un gāzu caurlaidīgs.

Porcelāns.Runājot par porcelānu, elektrisko porcelānu izolatoriem, atcerieties, ka tas ir mākslīgs minerāls, kura pamatā ir māls, kvarcs un laukšpats. Galaprodukts tiek iegūts termiski apstrādājot, izmantojot keramikas tehnoloģiju.

Elektriskā porcelāna visievērojamākās īpašības ir karstumizturība, ķīmiskā izturība, izturība pret jebkādām atmosfēras ietekmēm, elektriskā un mehāniskā izturība un zemās izmaksas. Pamatojoties uz šīm priekšrocībām, porcelānu izmanto izolatoru ražošanā. Šeit ir tā vidējās specifikācijas:

• Blīvums: 2400 kg / m3;

• Plīsuma izturība: 90 MPa;

• Siltuma jauda: 1350 J / kg-K;

• Siltumvadītspēja: 1,1 W / m-k;

• Elektriskā izturība: 27,5 kV / mm;

• Dielektrisko zudumu tangenss: 0,02;

• Īpatnējā virsmas pretestība: 0,5 TΩ;

• Tilpnes pretestība: 0,1 TΩ-m.

• Dielektriskā konstante: 7.

Ja salīdzinām porcelānu un silikona gumiju, tad salīdzinājumā ar gumiju porcelāns ir trausls, ļoti smags, tam ir augsta dielektrisko zudumu tangenss.

Kas attiecas uz stiklu, tad elektrotehniskajam stiklam, salīdzinot ar porcelānu, ir stabilāka izejmateriālu bāze, tā ražošanas tehnoloģija ir vienkāršāka, vieglāk automatizējama, un galvenais, ar aci ir viegli noteikt izolatora darbības traucējumus vai bojājumus. Stikla izolatoru sērijas saplūšana izraisa dielektrisko apmales nokrišanu zemē, un, salaužot porcelānu, svārki netiek sabojāti. Bojāts stikla izolators ir uzreiz redzams un porcelāna diagnostikai jāizmanto papildu ierīces, nakts redzamības ierīces.

Ķīmiski elektriskais stikls ir nātrija, bora, kalcija, silīcija, alumīnija u.c. oksīdu kopums. Tas patiesībā ir ļoti, ļoti biezs šķidrums.Elektriskais stikls atšķiras no parastā sārma stikla, tas ir zems sārmu stikls, darbības laikā tas neplaisā un neaizsvīst. Šeit ir tās īpašības:

• Blīvums: 2500 kg / m3;

• Plīsuma izturība: 90 MPa;

• Siltuma jauda: 1000 J / kg-K;

• Siltumvadītspēja: 0,92 W / m-k;

• Elektriskā izturība: 48 kV / mm;

• Dielektrisko zudumu tangenss: 0,024;

• Īpatnējā virsmas pretestība: 100 TΩ;

• Īpatnējā tilpuma pretestība: 1 TOM-m.

• Dielektriskā konstante: 7.

Stikla izolatoru trūkumi ietver lielu enerģijas patēriņu elektriskā stikla ražošanā, jo tas ir ilgi jāvāra.