Modern izolatörler hangi malzemelerden yapılmıştır?

Modern izolatörlerin malzemeleri

Bugün gezegenimizin karada ve su altında her yerinde elektrik hatları var. Sadece eski Sovyetler Birliği topraklarında, tüm elektrik hatlarının uzunluğu, ekvatorun uzunluğundan kat kat fazla olacak şekildedir. Ve bugün hiçbir havai enerji hattı yalıtkan kullanılmadan yapamaz. İzolatörler sayesinde 0,5 megavolta kadar sabit çalışma voltajına sahip güvenilir ve istikrarlı enerji sistemleri inşa etmek mümkün hale geldi.

Her biri kendi problemlerini çözmeye uygun çok sayıda farklı izolatör, yapısal olarak farklı olmakla birlikte aynı zamanda oldukça işlevseldir. Yalıtım malzemelerinin dielektrik özellikleri bunu sağladığından, yüksek voltajlı elektrik hatlarının iletken desteklerden güvenilir şekilde yalıtılmasını sağlarlar.

İzolatörün bölümlerinin her biri, bir bütün olarak yalıtkan gibi, yüksek gerilim hattının tüm çalışma süresi boyunca hizmet eder, bu nedenle yalıtkan için temel gereksinim dayanıklılıktır. İzolatörün malzemesi de bu koşulu sağlamakla yükümlüdür. İzolatörlerin ana malzemeleri cam, porselen ve polimerlerdir.

İzolatörlerde kullanılan cam sıradan değildir, özellikle dayanıklı olan temperli camdan yapılmıştır ve buna dayalı olarak çelenk içine monte edilmiş süspansiyon izolatörleri mükemmeldir. dielektrik özellikler, bu kadar önemli olan bu tür ürünler için fiyat oldukça düşük iken.

Porselen, geleneksel yalıtım malzemeleri arasında en yüksek mukavemete sahiptir. Porselenin ham kütlesinin plastik olması ve şeklin en uygun şekilde verilebilmesi nedeniyle yıldırıma bile acısız bir şekilde dayanabilir, böylece bitmiş yalıtkanın konfigürasyonu böyle bile en az savunmasız olur. harika bir atmosfer olayı.

Polimer izolatörler en modern çözümdür, nispeten yakın zamanda yapılmaya ve uygulanmaya başlandı. Güç hatları için polimer izolatörler dayanıklıdır, mükemmel dielektrik özelliklere sahiptir ve bunların üretimi büyük malzeme maliyetleri ile ilişkili değildir. Yüzlerce kilovolt için bir polimer yalıtkan işe yaramaz, ancak onlarca kilovolt için bir polimer yalıtkan tam da ihtiyacınız olan şeydir. Ardından, modern izolatörlerin malzemelerine ayrıntılı olarak bakacağız.

Son yıllarda gelişen silikon kauçuğa dayalı izolatörlerin üretimi daha ilerici bir çözümdür.

Silikon kauçuk - hepsi bu doğada elastik olan kauçuk… Bu nedenle silikon kauçuk, çok esnek kablolar için yalıtım malzemesi olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Genel olarak, enerji sektöründe çeşitli kauçuklar kullanılmaktadır: stiren-bütadien, bütadien, silikon silikon ve etilen-propilen ve ayrıca doğal. Organosilikon kauçuk, poliorganosiloksanlara dayalıdır.

Bu formülde R, organik radikallerdir. Radikallerin tipi silikon kauçuğun özelliklerini belirler.Ana zincir hem silisyum hem oksijen hem de nitrojen, bor ve karbon içerebilir. Buna göre bu, siloksan, borosiloksan ve silika kauçuklarla sonuçlanacaktır.

Organosilikon kauçuk, kauçuğun vulkanizasyonuyla elde edilir, yani moleküller, uzamsal komplekslerde çapraz bağlanır. Kimyasal bir bağ, radikaller veya terminal OH ve H grupları tarafından oluşturulur. Reaksiyon, radyasyona maruz bırakılarak veya yüksek sıcaklıklarda kimyasal maddeler kullanılarak gerçekleştirilir.Üretici, kütleyi vulkanizasyona hazır olarak tedarik eder.

Saf silikon silikon kauçuğun yüksek elektriksel özellikleri yoktur; kırılgan, ozona ve ışığa karşı savunmasız olduğu ortaya çıktı. Bu nedenle, yeterince güvenilir bir yalıtkan elde etmek için silikon silikon kauçuğa dayalı bir kompozit malzemeye ihtiyaç vardır. Kabul edilebilir bir kalite elde etmek için titanyum dioksit ve silika nanotozlardan oluşan aktif bir takviye dolgu maddesi eklenir. Sonuç, kabul edilebilir özelliklere sahip bir malzemedir. İşte ortalama özellikler:

• Yoğunluk: 1350 kg/m3;

• yırtılma mukavemeti: 5 MPa;

• Isı kapasitesi: 1350 J/kg-K;

• Termal iletkenlik: 1,1 W/m-k;

• Elektrik gücü: 21 kV/mm;

• Dielektrik kayıp teğet: 0,00125;

• Spesifik yüzey direnci: 50,5 TΩ;

• Toplu direnç: 5,5 TΩ-m.

• Dielektrik sabiti: 3.25.

Sonuç olarak, silikon kauçuğu ile ilgili olarak, elektrofiziksel özelliklerinin tatmin edici olduğu, termal iletkenliğinin yeterince yüksek olduğu ve mekanik mukavemetinin arzulanan çok şey bıraktığı belirtilebilir. Işığa, ozona, yağa karşı olağanüstü direnç. Çalışma sıcaklıkları -90 °C ile +250 °C arasındadır. Malzeme su geçirmez, ancak yağa dayanıklı ve gaz geçirgendir.

Porselen.Porselen demişken, yalıtkanlar için elektrikli porselen, kil, kuvars ve feldspat bazlı yapay bir mineral olduğunu unutmayın. Nihai ürün, seramik teknolojisi kullanılarak ısıl işlemle elde edilir.

Elektrikli porselenin en dikkat çekici özellikleri ısı direnci, kimyasal direnç, her türlü atmosferik etkiye dayanıklılık, elektriksel ve mekanik dayanım ve düşük maliyettir. Bu avantajlara dayanarak, izolatörlerin üretiminde porselen kullanılır. İşte ortalama özellikleri:

• Yoğunluk: 2400 kg/m3;

• yırtılma mukavemeti: 90 MPa;

• Isı kapasitesi: 1350 J/kg-K;

• Termal iletkenlik: 1,1 W/m-k;

• Elektrik gücü: 27,5 kV/mm;

• Dielektrik kayıp teğet: 0,02;

• Spesifik yüzey direnci: 0,5 TΩ;

• Toplu direnç: 0,1 TΩ-m.

• Dielektrik sabiti: 7.

Porselen ve silikon kauçuğu karşılaştırırsak, o zaman kauçuğa kıyasla porselen kırılgandır, çok ağırdır, yüksek dielektrik kayıp teğet.

Cama gelince, elektroteknik cam porselene göre daha stabil bir hammadde tabanına sahiptir, üretim teknolojisi daha basittir, otomasyonu daha kolaydır ve en önemlisi yalıtkanın arızasını veya hasarını gözle tespit etmek kolaydır. Bir dizi cam izolatörün kırılması dielektrik eteğin yere düşmesine neden olur ve porselenin kırılması eteğe zarar vermez. Hasarlı cam yalıtkan hemen görülür ve porselen teşhisi için ek cihazların, gece görüş cihazlarının kullanımına başvurulmalıdır.

Kimyasal olarak, elektrik camı bir dizi sodyum, bor, kalsiyum, silikon, alüminyum vb. Aslında çok, çok yoğun bir sıvıdır.Elektrikli cam, sıradan alkali camdan farklıdır, düşük alkali camdır, çalışma sırasında çatlamaz ve buğulanmaz. İşte özellikleri:

• Yoğunluk: 2500 kg/m3;

• yırtılma mukavemeti: 90 MPa;

• Isı kapasitesi: 1000 J/kg-K;

• Isı iletkenliği: 0,92 W/m-k;

• Elektrik gücü: 48 kV/mm;

• Dielektrik kayıp teğet: 0,024;

• Spesifik yüzey direnci: 100 TΩ;

• Özgül hacim direnci: 1 TOM-m.

• Dielektrik sabiti: 7.

Cam izolatörlerin dezavantajları, uzun süre pişirilmesi gerektiğinden, elektrikli cam üretiminde yüksek enerji tüketimini içerir.