Dnes jsou elektrické vedení všude na naší planetě, na souši i pod vodou. Jen na území bývalého Sovětského svazu je délka všech elektrických vedení taková, že je mnohonásobně delší než délka rovníku. A ani jedno nadzemní elektrické vedení dnes nemůže fungovat bez použití izolátorů. Díky izolátorům bylo možné vybudovat spolehlivé a stabilní energetické systémy s konstantním provozním napětím až 0,5 megavoltů.

nadzemní elektrické vedení

Velké množství různých izolátorů, z nichž každý je vhodný pro řešení vlastních problémů, je konstrukčně odlišných, ale zároveň docela funkčních. Poskytují spolehlivou izolaci vysokonapěťových elektrických vedení od vodivých podpěr, protože to zajišťují dielektrické vlastnosti izolačních materiálů.

Každá sekce izolátoru, stejně jako izolátor jako celek, slouží po celou dobu provozu vysokonapěťového vedení, z tohoto důvodu je hlavním požadavkem na izolátor životnost. A izolační materiál musí tuto podmínku zajistit. Hlavní materiály izolátorů jsou: sklo, porcelán a polymery.

Sklo používané v izolantech není obyčejné, jedná se o tvrzené sklo, které je obzvláště odolné a závěsné izolátory na jeho základě sestavené do girlandové struktury mají vynikající dielektrické vlastnosti a cena je u výrobků tohoto druhu poměrně nízká, jsou tak důležité.

Porcelán má nejvyšší pevnost mezi tradičními izolačními materiály. Bezpečně odolá i úderu blesku, vzhledem k tomu, že surová hmota porcelánu je plastická a lze dát nejoptimálnější tvar, aby byla konfigurace hotového izolantu nejméně zranitelná i vůči tak hrozivému atmosférickému jevu.

Polymerové izolátory jsou nejmodernějším řešením, začaly se vyrábět a používat relativně nedávno. Polymerové izolátory pro elektrické vedení jsou odolné, mají vynikající dielektrické vlastnosti a jejich výroba není spojena s vysokými náklady na materiál. Pro stovky kilovoltů není vhodný polymerní izolátor, ale pro desítky kilovoltů je polymerní izolátor právě to, co je potřeba. Dále budeme podrobně zvažovat materiály moderních izolátorů.

Progresivnějším řešením je v posledních letech rozvíjející se výroba izolátorů na bázi organosilikonového kaučuku.

Silikonová pryž je elastická pryž. Z tohoto důvodu je silikonová pryž široce používána jako izolační materiál pro mnoho flexibilních kabelů. Obecně se v energetice používají různé kaučuky: styren butadien, butadien, silikon a etylen propylen, ale i přírodní. Organosilikonový kaučuk je založen na polyorganosiloxanech.

ČTĚTE VÍCE
Který železniční systém spojuje 8 zemí?

Silikonová guma

V tomto vzorci R znamená organické radikály. Typ radikálů určuje vlastnosti silikonového kaučuku. Hlavní řetězec může obsahovat jak křemík a kyslík, tak dusík, bor a uhlík. V důsledku toho se získají siloxazanové, borosiloxanové a silkarbonové kaučuky.

Organosilikonový kaučuk se vyrábí vulkanizací kaučuku, to znamená, že molekuly jsou zesíťovány do prostorových komplexů. Chemická vazba je získána prostřednictvím radikálů nebo koncových OH a H skupin. Reakce se provádí pomocí záření nebo pomocí chemických činidel při vysokých teplotách. Výrobce dodává hmotu připravenou k vulkanizaci.

Izolátory na bázi silikonové pryže

Organokřemičitý kaučuk ve své čisté formě nemá vysoké elektrické vlastnosti, ukazuje se jako křehký a citlivý na ozón a světlo. Pro získání dostatečně spolehlivého izolantu je tedy potřeba kompozitní materiál na bázi silikonového kaučuku. Pro dosažení přijatelné kvality se přidává aktivní zpevňující plnivo, což jsou nanočástice oxidu titaničitého a oxidu křemičitého. Výsledkem je materiál s přijatelnými vlastnostmi. Zde jsou průměrné statistiky:

Hustota: 1350 kg/m3;

Pevnost v tahu: 5 MPa;

Tepelná kapacita: 1350 J/kg-K;

Tepelná vodivost: 1,1 W/m-k;

Elektrická pevnost: 21 kV/mm;

tangens dielektrických ztrát: 0,00125;

Měrný povrchový odpor: 50,5 TOm;

Měrný objemový odpor: 5,5 TOM-m.

Dielektrická konstanta: 3,25.

V důsledku toho lze o organokřemičitém kaučuku poznamenat, že jeho elektrické vlastnosti jsou uspokojivé, jeho tepelná vodivost je dosti vysoká a jeho mechanická pevnost není příliš žádoucí. Pozoruhodná odolnost vůči světlu, ozónu, oleji. Provozní teploty se pohybují od -90°C do +250°C. Materiál je voděodolný, ale odolný vůči oleji a plynopropustný.

Porcelánové izolátory

Porcelán. Když už mluvíme o porcelánu, elektroporcelánu pro izolanty, připomeňme, že je to umělý minerál na bázi jílu, křemene a živce. Tepelným zpracováním pomocí keramické technologie vzniká hotový výrobek.

Nejpozoruhodnějšími vlastnostmi elektroporcelánu jsou tepelná odolnost, chemická odolnost, odolnost vůči různým typům atmosférických jevů, elektrická a mechanická pevnost a nízká cena. Právě na základě těchto výhod se porcelán používá k výrobě izolátorů. Zde jsou jeho průměrné vlastnosti:

Hustota: 2400 kg/m3;

Pevnost v tahu: 90 MPa;

Tepelná kapacita: 1350 J/kg-K;

Tepelná vodivost: 1,1 W/m-k;

Elektrická pevnost: 27,5 kV/mm;

tangens dielektrických ztrát: 0,02;

Měrný povrchový odpor: 0,5 TOm;

Měrný objemový odpor: 0,1 TOM-m.

ČTĚTE VÍCE
Jak odstranit velmi silné ucpání potrubí?

Dielektrická konstanta: 7.

Pokud porovnáme porcelán a silikonovou pryž, pak je porcelán ve srovnání s pryží křehký, velmi těžký a má vysokou tečnu dielektrických ztrát.

skleněné izolátory

Co se týče skla, elektrosklo má oproti porcelánu stabilnější surovinovou základnu, technologie jeho výroby je jednodušší, snáze automatizovatelná a hlavně lze snadno vizuálně identifikovat poruchu nebo poškození izolantu. Rozbití skleněného izolátoru v girlandě způsobí pád dielektrické sukně na zem, ale pokud dojde k poruše porcelánu, sukně se nepoškodí. Poškozený skleněný izolátor je okamžitě viditelný, ale pro diagnostiku porcelánu se musíte uchýlit k použití dalších zařízení, zařízení pro noční vidění.

Chemicky je elektrosklo sbírka oxidů sodíku, boru, vápníku, křemíku, hliníku atd. Je to v podstatě velmi, velmi hustá kapalina. Elektrické sklo se liší od běžného alkalického skla, je to nízkoalkalické sklo, během používání nepraská ani se nezakalí. Zde jsou jeho charakteristiky:

Hustota: 2500 kg/m3;

Pevnost v tahu: 90 MPa;

Tepelná kapacita: 1000 J/kg-K;

Tepelná vodivost: 0,92 W/m-k;

Elektrická pevnost: 48 kV/mm;

tangens dielektrických ztrát: 0,024;

Měrný povrchový odpor: 100 TOm;

Měrný objemový odpor: 1 TOM-m.

Dielektrická konstanta: 7.

Jednou z nevýhod skleněných izolátorů je vysoká spotřeba energie při výrobě elektroskla, protože se musí dlouho vařit.

Telegramový kanál pro ty, kteří se chtějí každý den učit nové a zajímavé věci: Škola pro elektrikáře

Pokud se vám tento článek líbil, sdílejte odkaz na něj na sociálních sítích. Velmi to pomůže rozvoji našeho webu!