От какви материали са изработени съвременните изолатори?

Материали на съвременните изолатори

Днес навсякъде по нашата планета, на сушата и под водата има електропроводи. Само на територията на бившия Съветски съюз дължината на всички електропроводи е такава, че е многократно по -голяма от дължината на екватора. И нито един въздушен електропровод не може да направи без използването на изолатори днес. Благодарение на изолаторите стана възможно изграждането на надеждни и стабилни енергийни системи с постоянно работно напрежение до 0,5 мегаволта.

Голям брой различни изолатори, всеки от които е подходящ за решаване на собствени проблеми, са структурно различни, но в същото време са доста функционални. Те осигуряват надеждна изолация на електропроводи с високо напрежение от проводящи опори, тъй като диелектричните свойства на изолационните материали осигуряват това.

Всяка от секциите на изолатора, подобно на изолатора като цяло, служи през целия период на работа на високоволтовата линия, поради което основното изискване към изолатора е издръжливостта. И материалът на изолатора е длъжен да осигури това условие. Основните материали на изолаторите са стъкло, порцелан и полимери.

Стъклото, използвано в изолаторите, не е обикновено, то е от закалено стъкло, което е особено издръжливо, а изолаторите за окачване на базата на него, сглобени в гирлянда, имат отлични диелектрични свойства, докато цената е доста ниска за продукти от този вид, които са толкова важни.

Порцеланът има най -висока якост сред традиционните изолационни материали. Той е безболезнено в състояние да издържи дори на мълния, поради факта, че суровата маса от порцелан е пластмаса, а формата може да се даде най -оптималната, така че конфигурацията на готовия изолатор да се окаже най -малко уязвима дори за такова страхотно атмосферно явление.

Полимерни изолатори — най -модерното решение, те започнаха да се правят и прилагат сравнително наскоро. Полимерните изолатори за електропроводи са издръжливи, имат отлични диелектрични свойства и тяхното производство не е свързано с големи материални разходи. За стотици киловолта полимерен изолатор няма да работи, но за десетки киловолта полимерен изолатор е точно това, от което се нуждаете. След това ще разгледаме подробно материалите на съвременните изолатори.

Производството на изолатори на базата на силиконов каучук, което се развива през последните години, е по -прогресивно решение.

Силиконова гума — това е гума, която е еластична по природа… Поради тази причина силиконовият каучук се използва широко като изолационен материал за много гъвкави кабели. Като цяло в енергийния сектор се използват различни каучуци: стирен-бутадиен, бутадиен, силициев силиций и етилен-пропилен, както и естествени. Органосилициевият каучук се основава на полиорганосилоксани.

В тази формула R е органични радикали. Видът на радикалите определя характеристиките на силиконовия каучук. Основната верига може да съдържа както силиций и кислород, така и азот, бор и въглерод. Съответно в резултат на това ще се получат каучуци от силоксазан, боросилоксан и силициев диоксид.

Органосилициевият каучук се получава чрез вулканизация на каучук, тоест молекулите са омрежени в пространствени комплекси. Химическа връзка се получава чрез радикали или чрез крайни ОН и Н групи. Реакцията се провежда чрез излагане на радиация или с използване на химически агенти при високи температури.Производителят доставя масата, готова за вулканизация.

Чистият силициев силициев каучук няма високи електрически свойства; той се оказва крехък, уязвим на озон и светлина. Следователно, за да се получи достатъчно надежден изолатор, е необходим композитен материал на основата на силициев силициев каучук. За постигане на приемливо качество се добавя активен подсилващ пълнител, който е титанов диоксид и силициев диоксид нанопрахове. Резултатът е материал с приемливи свойства. Ето средните стойности на характеристиките:

• Плътност: 1350 кг / м3;

• Сила на разкъсване: 5 MPa;

• Топлинен капацитет: 1350 J / kg-K;

• Топлопроводимост: 1,1 W / m-k;

• Електрическа якост: 21 kV / mm;

• Тангенс на диелектрични загуби: 0,00125;

• Специфично повърхностно съпротивление: 50,5 TΩ;

• Обемно съпротивление: 5,5 TΩ-m.

• Диелектрична константа: 3.25.

В резултат на това, относно силициевия каучук, може да се отбележи, че неговите електрофизични свойства са задоволителни, топлопроводимостта е достатъчно висока, механичната якост оставя много да се желае. Забележима устойчивост на светлина, озон, масло. Работни температури в диапазона от -90 ° С до + 250 ° С. Материалът е водоустойчив, но маслоустойчив и газопропусклив.

Порцелан. Говорейки за порцелан, електрически порцелан за изолатори, не забравяйте, че това е изкуствен минерал на основата на глина, кварц и фелдшпат. Крайният продукт се получава чрез термична обработка по керамична технология.

Най -забележителните свойства на електрическия порцелан са топлоустойчивост, химическа устойчивост, устойчивост на всякакви атмосферни влияния, електрическа и механична якост и ниска цена. Въз основа на тези предимства порцеланът се използва за производството на изолатори. Ето неговите средни характеристики:

• Плътност: 2400 кг / м3;

• Здравина на разкъсване: 90 МРа;

• Топлинен капацитет: 1350 J / kg-K;

• Топлопроводимост: 1,1 W / m-k;

• Електрическа якост: 27,5 kV / mm;

• Тангенс на диелектрични загуби: 0,02;

• Специфично повърхностно съпротивление: 0,5 TΩ;

• Обемно съпротивление: 0,1 TΩ-m.

• Диелектрична константа: 7.

Ако сравним порцелан и силиконов каучук, тогава в сравнение с каучука, порцеланът е крехък, много тежък, има висок тангенс на диелектрични загуби.

Що се отнася до стъклото, електротехническото стъкло, в сравнение с порцелана, има по -стабилна суровинна база, неговата производствена технология е по -проста, по -лесна за автоматизация и най -важното е, че е лесно да се идентифицира неизправност или повреда на изолатора с око. Счупването на поредица от стъклени изолатори кара диелектричната пола да падне на земята, а разрушаването на порцелан не уврежда полата. Повреденият стъклен изолатор се вижда веднага и за диагностицирането на порцелан трябва да се прибегне до използването на допълнителни устройства, устройства за нощно виждане.

Химически електрическо стъкло е набор от оксиди на натрий, бор, калций, силиций, алуминий и др. Това всъщност е много, много гъста течност. Електрическото стъкло се различава от обикновеното алкално стъкло, то е с ниско алкално стъкло, не се напуква и не се замъглява по време на работа. Ето неговите характеристики:

• Плътност: 2500 кг / м3;

• Здравина на разкъсване: 90 МРа;

• Топлинен капацитет: 1000 J / kg-K;

• Топлопроводимост: 0,92 W / m-k;

• Електрическа якост: 48 kV / mm;

• Тангенс на диелектрични загуби: 0,024;

• Специфично повърхностно съпротивление: 100 TΩ;

• Специфично обемно съпротивление: 1 TOM-m.

• Диелектрична константа: 7.

Недостатъците на стъклените изолатори включват висок разход на енергия при производството на електрическо стъкло, тъй като то трябва да се готви дълго време.