Milyen anyagokból készülnek a modern szigetelők?

A modern szigetelők anyagai

Ma bolygónkon mindenhol, a szárazföldön és a víz alatt is vannak elektromos vezetékek. Csak a volt Szovjetunió területén az összes távvezeték hossza olyan, hogy sokszorosa az Egyenlítő hosszának. És ma már egyetlen légvezeték sem nélkülözheti a szigetelőket. A szigetelőknek köszönhetően lehetővé vált megbízható és stabil energiarendszerek kiépítése, akár 0,5 megavolt állandó üzemi feszültséggel.

Számos különböző szigetelő, amelyek mindegyike alkalmas saját problémáinak megoldására, szerkezetileg eltérő, de ugyanakkor meglehetősen funkcionális. Megbízhatóan szigetelik a nagyfeszültségű vezetékeket vezető támasztékoktól, mivel a szigetelőanyagok dielektromos tulajdonságai ezt biztosítják.

A szigetelő minden szakasza, akárcsak a szigetelő egésze, a nagyfeszültségű vezeték teljes működési ideje alatt szolgál, ezért a szigetelővel szembeni fő követelmény a tartósság. A szigetelő anyaga pedig köteles ezt a feltételt biztosítani. A szigetelőanyagok fő anyagai az üveg, a porcelán és a polimerek.

A szigetelőkben használt üveg nem közönséges, edzett üvegből készült, ami különösen strapabíró, az erre épülő függesztő szigetelők a füzérbe szerelve kiváló dielektromos tulajdonságok, míg az ilyen fontos termékek ára meglehetősen alacsony.

A hagyományos szigetelőanyagok közül a porcelán a legnagyobb szilárdságú. Fájdalommentesen bírja még a villámlást is, köszönhetően annak, hogy a porcelán nyers tömege műanyag, és a formája a legoptimálisabb, így a kész szigetelő konfigurációja még ilyenekkel szemben is a legkevésbé sebezhető. nagy légköri jelenség.

Polimer szigetelők - a legmodernebb megoldás, viszonylag nemrégiben kezdték gyártani és alkalmazni. A villamos vezetékek polimer szigetelői tartósak, kiváló dielektromos tulajdonságokkal rendelkeznek, és előállításuk nem jár nagy anyagköltséggel. Több száz kilovoltnál nem működik a polimer szigetelő, de több tíz kilovoltnál egy polimer szigetelő pontosan az, amire szüksége van. Ezután részletesen megvizsgáljuk a modern szigetelők anyagait.

Progresszívabb megoldás az elmúlt években fejlődő szilikongumi alapú szigetelők gyártása.

Szilikon gumi – ez az gumi, amely rugalmas természetű… Emiatt a szilikongumit széles körben használják nagyon rugalmas kábelek szigetelőanyagaként. Általánosságban elmondható, hogy az energiaszektorban különféle gumikat használnak: sztirol-butadién, butadién, szilícium-szilícium és etilén-propilén, valamint természetes. A szerves szilícium gumi poliorganosziloxán alapú.

Ebben a képletben R szerves gyököket jelent. A gyökök típusa határozza meg a szilikongumi jellemzőit.A főlánc szilíciumot és oxigént, valamint nitrogént, bórt és szenet egyaránt tartalmazhat. Ennek megfelelően sziloxán, borosziloxán és szilika gumik keletkeznek.

A szerves szilícium gumit a gumi vulkanizálásával nyerik, vagyis a molekulákat térbeli komplexekben térhálósítják. A kémiai kötést gyökök vagy terminális OH és H csoportok alkotják. A reakciót sugárzással vagy magas hőmérsékleten kémiai anyagokkal hajtják végre, a gyártó a vulkanizálásra kész masszát szállítja.

A tiszta szilícium szilícium gumi nem rendelkezik magas elektromos tulajdonságokkal; törékenynek, ózonnak és fénynek érzékenynek bizonyul. Ezért ahhoz, hogy kellően megbízható szigetelőt kapjunk, szilícium-szilícium-gumi alapú kompozit anyagra van szükség. Az elfogadható minőség elérése érdekében aktív erősítő töltőanyagot adnak hozzá, amely titán-dioxid és szilícium-dioxid nanopor. Az eredmény egy elfogadható tulajdonságokkal rendelkező anyag. Íme az átlagos specifikációk:

• Sűrűség: 1350 kg / m3;

• Szakítószilárdság: 5 MPa;

• Hőteljesítmény: 1350 J / kg-K;

• Hővezetőképesség: 1,1 W / m-k;

• Elektromos szilárdság: 21 kV / mm;

• Dielektromos veszteség érintő: 0,00125;

• Fajlagos felületi ellenállás: 50,5 TΩ;

• Térfogatállóság: 5,5 TΩ-m.

• Dielektromos állandó: 3,25.

Ennek eredményeként a szilícium gumival kapcsolatban megállapítható, hogy elektrofizikai tulajdonságai kielégítőek, hővezető képessége kellően magas, a mechanikai szilárdság sok kívánnivalót hagy maga után. Figyelemre méltó ellenállás a fénnyel, ózonnal, olajjal szemben. Működési hőmérséklet -90 ° C és + 250 ° C között. Az anyag vízálló, de olajálló és gázáteresztő.

Porcelán.Ha a porcelánról beszélünk, elektromos porcelán szigetelőkhöz, ne feledje, hogy ez egy agyag, kvarc és földpát alapú mesterséges ásvány. A végterméket kerámia technológiával végzett hőkezeléssel állítják elő.

Az elektromos porcelán legfigyelemreméltóbb tulajdonságai a hőállóság, a vegyszerállóság, a légköri hatásokkal szembeni ellenállás, az elektromos és mechanikai szilárdság és az alacsony költség. Ezen előnyök alapján a porcelánt szigetelők gyártására használják. Íme az átlagos specifikációk:

• Sűrűség: 2400 kg / m3;

• Szakítószilárdság: 90 MPa;

• Hőteljesítmény: 1350 J / kg-K;

• Hővezetőképesség: 1,1 W / m-k;

• Elektromos szilárdság: 27,5 kV / mm;

• Dielektromos veszteség érintő: 0,02;

• Fajlagos felületi ellenállás: 0,5 TΩ;

• Térfogatállóság: 0,1 TΩ-m.

• Dielektromos állandó: 7.

Ha összehasonlítjuk a porcelánt és a szilikongumit, akkor a gumihoz képest a porcelán törékeny, nagyon nehéz, magas dielektromos veszteség érintő.

Ami az üveget illeti, az elektrotechnikai üveg a porcelánhoz képest stabilabb alapanyagbázissal rendelkezik, gyártási technológiája egyszerűbb, könnyebben automatizálható, és ami a legfontosabb, a szigetelő meghibásodását, sérülését szemmel is könnyű azonosítani. Ha egy sor üvegszigetelőt eltörünk, a dielektromos szoknya a földre esik, a porcelán eltörése pedig nem károsítja a szoknyát. A sérült üvegszigetelő azonnal látható, és a porcelán diagnosztizálásához további eszközöket, éjjellátó eszközöket kell igénybe venni.

Kémiailag az elektromos üveg nátrium, bór, kalcium, szilícium, alumínium stb. oxidjainak halmaza. Valójában nagyon-nagyon sűrű folyadék.Az elektromos üveg eltér a közönséges lúgos üvegtől, alacsony alkálitartalmú üveg, működés közben nem reped és párásodik. Íme a jellemzői:

• Sűrűség: 2500 kg / m3;

• Szakítószilárdság: 90 MPa;

• Hőteljesítmény: 1000 J / kg-K;

• Hővezetőképesség: 0,92 W / m-k;

• Elektromos szilárdság: 48 kV / mm;

• Dielektromos veszteség érintő: 0,024;

• Fajlagos felületi ellenállás: 100 TΩ;

• Fajlagos térfogati ellenállás: 1 TOM-m.

• Dielektromos állandó: 7.

Az üvegszigetelők hátrányai közé tartozik a nagy energiafelhasználás az elektromos üveg gyártása során, mivel azt hosszú ideig kell főzni.