Din ce materiale sunt fabricate izolatoarele moderne?

Materiale izolatoare moderne

Astăzi, peste tot pe planeta noastră, pe uscat și sub apă, există linii electrice. Numai pe teritoriul fostei Uniuni Sovietice, lungimea tuturor liniilor electrice este de așa natură încât este de multe ori mai mare decât lungimea ecuatorului. Și nicio linie electrică aeriană nu se poate face fără utilizarea izolatoarelor astăzi. Datorită izolatoarelor, a devenit posibilă construirea de sisteme energetice fiabile și stabile, cu o tensiune de funcționare constantă de până la 0,5 megavolți.

Un număr mare de izolatori diferiți, fiecare dintre care este potrivit pentru rezolvarea propriilor probleme, sunt diferiți din punct de vedere structural, dar în același timp destul de funcționali. Ele asigură izolarea fiabilă a liniilor electrice de înaltă tensiune de suporturi conductoare, deoarece proprietățile dielectrice ale materialelor izolatoare asigură acest lucru.

Fiecare dintre secțiunile izolatorului, ca și izolatorul în ansamblu, servește pe întreaga perioadă de funcționare a liniei de înaltă tensiune, prin urmare principala cerință pentru izolator este durabilitatea. Iar materialul izolatorului este obligat să asigure această condiție. Principalele materiale ale izolatoarelor sunt sticla, porțelanul și polimerii.

Sticla folosită în izolatoare nu este obișnuită, este fabricată din sticlă călită, care este deosebit de durabilă, iar izolatoarele de suspensie bazate pe aceasta, asamblate în ghirlandă, au excelente proprietăți dielectrice, in timp ce pretul este destul de mic pentru produsele de acest gen atat de importante.

Porțelanul are cea mai mare rezistență dintre materialele izolatoare tradiționale. Este capabil să reziste fără durere chiar și la fulgere, datorită faptului că masa brută de porțelan este din plastic, iar forma poate fi dată cea mai optimă, astfel încât configurația izolatorului finit se dovedește a fi cea mai puțin vulnerabilă chiar și la astfel de un mare fenomen atmosferic.

Izolatori polimerici — cea mai modernă soluție, au început să fie fabricate și aplicate relativ recent. Izolatorii polimerici pentru liniile electrice sunt durabili, au proprietăți dielectrice excelente, iar producția lor nu este asociată cu costuri mari ale materialelor. Pentru sute de kilovolți un izolator polimeric nu funcționează, dar pentru zeci de kilovolți un izolator polimeric este exact ceea ce aveți nevoie. În continuare, ne vom uita în detaliu la materialele izolatoarelor moderne.

Producția de izolatori pe bază de cauciuc siliconic, care s-a dezvoltat în ultimii ani, este o soluție mai progresivă.

Cauciuc siliconic - asta este cauciuc care este de natură elastică… Din acest motiv, cauciucul siliconic este utilizat pe scară largă ca material izolator pentru cablurile foarte flexibile. În general, în sectorul energetic se folosesc diverse cauciucuri: stiren-butadienă, butadienă, silicon silicon și etilenă-propilenă, precum și naturale. Cauciucul organosilicium are la bază poliorganosiloxani.

În această formulă, R reprezintă radicali organici. Tipul de radicali determină caracteristicile cauciucului siliconic.Lanțul principal poate conține atât siliciu, cât și oxigen, precum și azot, bor și carbon. În consecință, acest lucru va avea ca rezultat cauciucuri de siloxan, borosiloxan și silice.

Cauciucul organosilicium este obținut prin vulcanizarea cauciucului, adică moleculele sunt reticulate în complexe spațiale. O legătură chimică este formată din radicali sau din grupări terminale OH și H. Reacția se realizează prin expunere la radiații sau prin utilizarea agenților chimici la temperaturi ridicate Producătorul furnizează masa pregătită pentru vulcanizare.

Cauciucul silicon silicon pur nu are proprietăți electrice ridicate; se dovedește a fi fragil, vulnerabil la ozon și lumină. Prin urmare, pentru a obține un izolator suficient de fiabil, este necesar un material compozit pe bază de cauciuc silicon silicon. Pentru a obține o calitate acceptabilă, se adaugă o umplutură activă de întărire, care este dioxid de titan și nanopulberi de silice. Rezultatul este un material cu proprietăți acceptabile. Iată specificațiile medii:

• Densitate: 1350 kg/m3;

• Rezistenta la rupere: 5 MPa;

• Capacitate termica: 1350 J/kg-K;

• Conductivitate termică: 1,1 W/m-k;

• Rezistenta electrica: 21 kV / mm;

• Tangenta de pierderi dielectrice: 0,00125;

• Rezistenta specifica suprafetei: 50,5 TΩ;

• Rezistență în vrac: 5,5 TΩ-m.

• Constanta dielectrica: 3,25.

Ca urmare, în ceea ce privește cauciucul siliconic, se poate observa că proprietățile sale electrofizice sunt satisfăcătoare, conductivitatea termică este suficient de mare, rezistența mecanică lasă de dorit. Rezistență remarcabilă la lumină, ozon, ulei. Temperaturi de funcționare în intervalul de la -90 ° C la + 250 ° C. Materialul este impermeabil, dar rezistent la ulei și permeabil la gaz.

Porţelan.Apropo de porțelan, porțelan electric pentru izolatori, amintiți-vă că este un mineral artificial pe bază de argilă, cuarț și feldspat. Produsul final este obtinut prin tratament termic folosind tehnologia ceramica.

Cele mai remarcabile proprietăți ale porțelanului electric sunt rezistența la căldură, rezistența chimică, rezistența la orice influențe atmosferice, rezistența electrică și mecanică și costul redus. Pe baza acestor avantaje, porțelanul este utilizat pentru fabricarea izolatoarelor. Iată specificațiile sale medii:

• Densitate: 2400 kg/m3;

• Rezistenta la rupere: 90 MPa;

• Capacitate termica: 1350 J/kg-K;

• Conductivitate termică: 1,1 W/m-k;

• Rezistenta electrica: 27,5 kV / mm;

• Tangenta de pierderi dielectrice: 0,02;

• Rezistența specifică a suprafeței: 0,5 TΩ;

• Rezistență în vrac: 0,1 TΩ-m.

• Constanta dielectrica: 7.

Dacă comparăm porțelanul și cauciucul siliconic, atunci, în comparație cu cauciucul, porțelanul este fragil, foarte greu, are un tangenta de pierderi dielectrice.

În ceea ce privește sticla, sticla electrotehnică, în comparație cu porțelanul, are o bază de materie primă mai stabilă, tehnologia sa de producție este mai simplă, mai ușor de automatizat și, cel mai important, este ușor de identificat defecțiunea sau deteriorarea izolatorului cu un ochi. Ruperea unei serii de izolatori de sticlă face ca fusta dielectrică să cadă la pământ, iar spargerea porțelanului nu deteriorează fusta. Izolatorul de sticlă deteriorat este imediat vizibil și pentru diagnosticarea porțelanului trebuie să se recurgă la utilizarea unor dispozitive suplimentare, dispozitive de vedere pe timp de noapte.

Din punct de vedere chimic, sticla electrică este un set de oxizi de sodiu, bor, calciu, siliciu, aluminiu etc. De fapt, este un lichid foarte, foarte gros.Sticla electrică este diferită de sticla alcalină obișnuită, este sticlă alcalină scăzută, nu se crăpă și nu se aburi în timpul funcționării. Iată caracteristicile sale:

• Densitate: 2500 kg/m3;

• Rezistenta la rupere: 90 MPa;

• Capacitate termica: 1000 J/kg-K;

• Conductivitate termică: 0,92 W/m-k;

• Rezistenta electrica: 48 kV / mm;

• Tangenta de pierderi dielectrice: 0,024;

• Rezistenta specifica suprafetei: 100 TΩ;

• Rezistivitate specifică de volum: 1 TOM-m.

• Constanta dielectrica: 7.

Dezavantajele izolatoarelor de sticlă includ consumul mare de energie în producția de sticlă electrică, deoarece trebuie gătită mult timp.