Mistä materiaaleista nykyaikaiset eristeet on valmistettu?

Nykyaikaisten eristeiden materiaalit

Nykyään kaikkialla planeetallamme, maalla ja veden alla, on voimalinjoja. Vain entisen Neuvostoliiton alueella kaikkien voimalinjojen pituus on sellainen, että se on monta kertaa suurempi kuin päiväntasaajan pituus. Eikä mikään ilmajohto voi nykyään tulla toimeen ilman eristeiden käyttöä. Eristeiden ansiosta oli mahdollista rakentaa luotettavia ja vakaita energiajärjestelmiä, joiden jatkuva käyttöjännite on jopa 0,5 megavottia.

Suuri määrä erilaisia ​​eristeitä, joista jokainen soveltuu omien ongelmiensa ratkaisemiseen, ovat rakenteellisesti erilaisia, mutta samalla varsin toimivia. Ne tarjoavat luotettavan eristyksen korkeajännitteisille voimalinjoille johtavilta tuilta, koska eristysmateriaalien dielektriset ominaisuudet takaavat tämän.

Jokainen eristimen osa, kuten eriste kokonaisuudessaan, palvelee koko suurjännitejohdon koko käyttöajan, joten eristimen päävaatimus on kestävyys. Ja eristimen materiaali on velvollinen tarjoamaan tämän ehdon. Eristeiden päämateriaalit ovat lasi, posliini ja polymeerit.

Eristimissä käytetty lasi ei ole tavallista, se on valmistettu karkaistusta lasista, joka on erityisen kestävää ja siihen pohjautuvat, seppeleeseen kootut ripustuseristeet ovat erinomaiset dielektriset ominaisuudet, kun taas hinta on melko alhainen tämän tyyppisille tuotteille, jotka ovat niin tärkeitä.

Posliini on vahvin perinteisistä eristysmateriaaleista. Se kestää kivuttomasti jopa salaman, johtuen siitä, että posliinin raakamassa on muovia ja muoto voidaan antaa optimaalisin, joten valmiin eristeen kokoonpano osoittautuu vähiten alttiiksi sellaisellekin. mahtava ilmakehän ilmiö.

Polymeerieristimet - nykyaikaisin ratkaisu, niitä alettiin valmistaa ja käyttää suhteellisen hiljattain. Voimalinjojen polymeerieristeet ovat kestäviä, niillä on erinomaiset dielektriset ominaisuudet, eikä niiden tuotantoon liity suuria materiaalikustannuksia. Sadoille kilovolteille polymeerieriste ei toimi, mutta kymmenille kilovolteille polymeerieriste on juuri sitä mitä tarvitset. Seuraavaksi tarkastelemme yksityiskohtaisesti nykyaikaisten eristeiden materiaaleja.

Viime vuosina kehittynyt silikonikumiin perustuvien eristeiden valmistus on edistyksellisempi ratkaisu.

Silikonikumi - siinä se kumia, joka on luonteeltaan joustavaa… Tästä syystä silikonikumia käytetään laajalti erittäin joustavien kaapeleiden eristemateriaalina. Yleensä energia-alalla käytetään erilaisia ​​kumia: styreeni-butadieeni, butadieeni, piipii ja eteeni-propeeni sekä luonnonkumi. Organopiikumi perustuu polyorganosiloksaaneihin.

Tässä kaavassa R on orgaaniset radikaalit. Radikaalien tyyppi määrittää silikonikumin ominaisuudet.Pääketju voi sisältää sekä piitä että happea sekä typpeä, booria ja hiiltä. Näin ollen tuloksena on siloksaani-, borosiloksaani- ja piidioksidikumit.

Organopiikumi saadaan vulkanoimalla kumia, eli molekyylit silloitetaan spatiaalisissa komplekseissa. Kemiallisen sidoksen muodostavat radikaalit tai terminaaliset OH- ja H-ryhmät. Reaktio suoritetaan altistamalla säteilylle tai käyttämällä kemiallisia aineita korkeissa lämpötiloissa Valmistaja toimittaa massan valmiina vulkanointia varten.

Puhtaalla piipiikumilla ei ole korkeita sähköisiä ominaisuuksia; se osoittautuu hauraaksi, herkkä otsonille ja valolle. Siksi riittävän luotettavan eristeen saamiseksi tarvitaan pii-piikumipohjaista komposiittimateriaalia. Hyväksyttävän laadun saavuttamiseksi lisätään aktiivista vahvistavaa täyteainetta, joka on titaanidioksidia ja piidioksidinanojauheita. Tuloksena on materiaali, jolla on hyväksyttävät ominaisuudet. Tässä keskimääräiset tiedot:

• Tiheys: 1350 kg / m3;

• Repäisylujuus: 5 MPa;

• Lämpökapasiteetti: 1350 J / kg-K;

• Lämmönjohtavuus: 1,1 W / m-k;

• Sähkövoima: 21 kV / mm;

• Dielektrisen häviön tangentti: 0,00125;

• Ominaispintavastus: 50,5 TΩ;

• Tilavuusvastus: 5,5 TΩ-m.

• Dielektrisyysvakio: 3,25.

Tämän seurauksena piikumin osalta voidaan todeta, että sen sähköfysikaaliset ominaisuudet ovat tyydyttävät, lämmönjohtavuus on riittävän korkea, mekaaninen lujuus jättää paljon toivomisen varaa. Huomattava valon, otsonin, öljyn kestävyys. Käyttölämpötilat -90 °C - +250 °C. Materiaali on vedenpitävää, mutta öljynkestävää ja kaasua läpäisevää.

Posliini.Puhuttaessa posliinista, sähköposliinista eristeille, muista, että se on keinotekoinen mineraali, joka perustuu saveen, kvartsiin ja maasälpää. Lopputuote saadaan lämpökäsittelyllä keraamitekniikalla.

Sähköposliinin merkittävimmät ominaisuudet ovat lämmönkestävyys, kemiallinen kestävyys, kestävyys kaikille ilmakehän vaikutuksille, sähköinen ja mekaaninen lujuus sekä alhaiset kustannukset. Näiden etujen perusteella posliinia käytetään eristeiden valmistukseen. Tässä sen keskimääräiset tiedot:

• Tiheys: 2400 kg / m3;

• Repäisylujuus: 90 MPa;

• Lämpökapasiteetti: 1350 J / kg-K;

• Lämmönjohtavuus: 1,1 W / m-k;

• Sähkövoima: 27,5 kV / mm;

• Dielektrisen häviön tangentti: 0,02;

• Ominaispintavastus: 0,5 TΩ;

• Tilavuusvastus: 0,1 TΩ-m.

• Dielektrisyysvakio: 7.

Jos vertaamme posliinia ja silikonikumia, niin kumiin verrattuna posliini on hauras, erittäin raskas, sillä on korkea dielektrisen häviön tangentti.

Lasin osalta sähköteknisellä lasilla on posliiniin verrattuna vakaampi raaka-ainepohja, sen valmistustekniikka on yksinkertaisempi, helpompi automatisoida ja mikä tärkeintä, eristeen toimintahäiriö tai vaurio on helppo tunnistaa silmällä. Lasieristeiden sarjan rikkominen aiheuttaa dielektrisen helman putoamisen maahan, ja posliinin rikkoutuminen ei vahingoita helmaa. Vaurioitunut lasieriste näkyy välittömästi ja posliinin diagnosoinnissa on turvauduttava lisälaitteiden, pimeänäkölaitteiden käyttöön.

Kemiallisesti sähkölasi on joukko natriumin, boorin, kalsiumin, piin, alumiinin jne. oksideja. Se on itse asiassa erittäin, hyvin paksu neste.Sähkölasi eroaa tavallisesta alkalisesta lasista, se on vähän alkalista lasia, se ei halkeile ja huurtu käytön aikana. Tässä ovat sen ominaisuudet:

• Tiheys: 2500 kg / m3;

• Repäisylujuus: 90 MPa;

• Lämpökapasiteetti: 1000 J / kg-K;

• Lämmönjohtavuus: 0,92 W / m-k;

• Sähkövoima: 48 kV / mm;

• Dielektrisen häviön tangentti: 0,024;

• Ominaispintavastus: 100 TΩ;

• Tilavuuden ominaisvastus: 1 TOM-m.

• Dielektrisyysvakio: 7.

Lasieristeiden haittoja ovat korkea energiankulutus sähkölasin valmistuksessa, koska sitä on kypsennettävä pitkään.