Από τι υλικά κατασκευάζονται οι σύγχρονοι μονωτήρες;

Υλικά σύγχρονων μονωτών

Σήμερα, παντού στον πλανήτη μας, στην ξηρά και κάτω από το νερό, υπάρχουν καλώδια ρεύματος. Μόνο στο έδαφος της πρώην Σοβιετικής Ένωσης, το μήκος όλων των γραμμών ηλεκτρικής ενέργειας είναι τέτοιο που είναι πολλές φορές μεγαλύτερο από το μήκος του ισημερινού. Και καμία εναέρια γραμμή ηλεκτρικής ενέργειας δεν μπορεί να κάνει χωρίς τη χρήση μονωτών σήμερα. Χάρη στους μονωτές κατέστη δυνατή η κατασκευή αξιόπιστων και σταθερών ενεργειακών συστημάτων με σταθερή τάση λειτουργίας έως και 0,5 megavolt.

Ένας μεγάλος αριθμός διαφορετικών μονωτών, καθένας από τους οποίους είναι κατάλληλος για την επίλυση των δικών του προβλημάτων, είναι δομικά διαφορετικοί, αλλά ταυτόχρονα αρκετά λειτουργικοί. Παρέχουν αξιόπιστη μόνωση των γραμμών ηλεκτρικής ενέργειας υψηλής τάσης από αγώγιμα στηρίγματα, καθώς οι διηλεκτρικές ιδιότητες των μονωτικών υλικών το διασφαλίζουν.

Καθένα από τα τμήματα του μονωτήρα, όπως και ο μονωτήρας στο σύνολό του, εξυπηρετεί καθ' όλη την περίοδο λειτουργίας της γραμμής υψηλής τάσης, επομένως η κύρια απαίτηση για τον μονωτήρα είναι η ανθεκτικότητα. Και το υλικό του μονωτή υποχρεούται να παρέχει αυτή την προϋπόθεση. Τα κύρια υλικά των μονωτών είναι το γυαλί, η πορσελάνη και τα πολυμερή.

Το γυαλί που χρησιμοποιείται στους μονωτές δεν είναι συνηθισμένο, είναι κατασκευασμένο από σκληρυμένο γυαλί, το οποίο είναι ιδιαίτερα ανθεκτικό και οι μονωτήρες ανάρτησης που βασίζονται σε αυτό, συναρμολογημένοι στη γιρλάντα, έχουν εξαιρετική διηλεκτρικές ιδιότητες, ενώ η τιμή είναι αρκετά χαμηλή για προϊόντα αυτού του είδους που είναι τόσο σημαντικά.

Η πορσελάνη έχει την υψηλότερη αντοχή μεταξύ των παραδοσιακών μονωτικών υλικών. Είναι ανώδυνα ικανό να αντέξει ακόμα και κεραυνούς, λόγω του γεγονότος ότι η ακατέργαστη μάζα της πορσελάνης είναι πλαστική και το σχήμα μπορεί να δοθεί το βέλτιστο, έτσι ώστε η διαμόρφωση του τελικού μονωτή να αποδεικνύεται η λιγότερο ευάλωτη ακόμη και σε τέτοια ένα μεγάλο ατμοσφαιρικό φαινόμενο.

Πολυμερικοί μονωτές — η πιο σύγχρονη λύση, άρχισαν να κατασκευάζονται και να εφαρμόζονται σχετικά πρόσφατα. Οι μονωτήρες πολυμερών για γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας είναι ανθεκτικοί, έχουν εξαιρετικές διηλεκτρικές ιδιότητες και η παραγωγή τους δεν συνδέεται με μεγάλο κόστος υλικού. Για εκατοντάδες kilovolt ένας πολυμερής μονωτήρας δεν θα λειτουργήσει, αλλά για δεκάδες kilovolt ένας μονωτήρας πολυμερούς είναι ακριβώς αυτό που χρειάζεστε. Στη συνέχεια, θα δούμε αναλυτικά τα υλικά των σύγχρονων μονωτών.

Η παραγωγή μονωτών με βάση το καουτσούκ σιλικόνης, που αναπτύσσεται τα τελευταία χρόνια, είναι μια πιο προοδευτική λύση.

Καουτσούκ σιλικόνης — αυτό είναι καουτσούκ που έχει ελαστικό χαρακτήρα… Για το λόγο αυτό, το καουτσούκ σιλικόνης χρησιμοποιείται ευρέως ως μονωτικό υλικό για πολύ εύκαμπτα καλώδια. Γενικά, στον ενεργειακό τομέα χρησιμοποιούνται διάφορα καουτσούκ: στυρόλιο-βουταδιένιο, βουταδιένιο, πυρίτιο πυρίτιο και αιθυλένιο-προπυλένιο, καθώς και φυσικά. Το καουτσούκ οργανοπυριτίου βασίζεται σε πολυοργανοσιλοξάνες.

Σε αυτόν τον τύπο, το R είναι οργανικές ρίζες. Ο τύπος των ριζών καθορίζει τα χαρακτηριστικά του καουτσούκ σιλικόνης.Η κύρια αλυσίδα μπορεί να περιέχει πυρίτιο και οξυγόνο, καθώς και άζωτο, βόριο και άνθρακα. Αντίστοιχα, αυτό θα έχει ως αποτέλεσμα καουτσούκ σιλοξάνης, βοροσιλοξάνης και πυριτίου.

Το καουτσούκ οργανοπυριτίου λαμβάνεται με βουλκανισμό του καουτσούκ, δηλαδή τα μόρια διασταυρώνονται σε χωρικά σύμπλοκα. Ένας χημικός δεσμός σχηματίζεται από ρίζες ή από τερματικές ομάδες ΟΗ και Η. Η αντίδραση πραγματοποιείται με έκθεση σε ακτινοβολία ή με χρήση χημικών παραγόντων σε υψηλές θερμοκρασίες.Ο κατασκευαστής προμηθεύει τη μάζα έτοιμη για βουλκανισμό.

Το καθαρό καουτσούκ πυριτίου πυριτίου δεν έχει υψηλές ηλεκτρικές ιδιότητες. αποδεικνύεται εύθραυστο, ευάλωτο στο όζον και το φως. Επομένως, για να ληφθεί ένας επαρκώς αξιόπιστος μονωτήρας, χρειάζεται ένα σύνθετο υλικό με βάση το καουτσούκ πυριτίου. Για να επιτευχθεί αποδεκτή ποιότητα, προστίθεται ένα ενεργό ενισχυτικό πληρωτικό, το οποίο είναι διοξείδιο του τιτανίου και νανοσκόνες πυριτίου. Το αποτέλεσμα είναι ένα υλικό με αποδεκτές ιδιότητες. Εδώ είναι οι μέσες προδιαγραφές:

• Πυκνότητα: 1350 kg / m3;

• Αντοχή σε σχίσιμο: 5 MPa;

• Θερμοχωρητικότητα: 1350 J / kg-K;

• Θερμική αγωγιμότητα: 1,1 W / m-k;

• Ηλεκτρική αντοχή: 21 kV / mm;

• Εφαπτομένη διηλεκτρικής απώλειας: 0,00125;

• Ειδική αντίσταση επιφάνειας: 50,5 TΩ;

• Αντοχή όγκου: 5,5 TΩ-m.

• Διηλεκτρική σταθερά: 3,25.

Ως αποτέλεσμα, όσον αφορά το καουτσούκ πυριτίου, μπορεί να σημειωθεί ότι οι ηλεκτροφυσικές του ιδιότητες είναι ικανοποιητικές, η θερμική αγωγιμότητα είναι αρκετά υψηλή, η μηχανική αντοχή αφήνει πολλά περιθώρια. Αξιοσημείωτη αντοχή στο φως, το όζον, το λάδι. Θερμοκρασίες λειτουργίας στην περιοχή από -90 ° C έως + 250 ° C. Το υλικό είναι αδιάβροχο, αλλά ανθεκτικό στο λάδι και διαπερατό από αέρια.

Πορσελάνη.Μιλώντας για πορσελάνη, ηλεκτρική πορσελάνη για μονωτές, να θυμάστε ότι είναι ένα τεχνητό ορυκτό με βάση τον άργιλο, τον χαλαζία και τον άστριο. Το τελικό προϊόν λαμβάνεται με θερμική επεξεργασία με χρήση κεραμικής τεχνολογίας.

Οι πιο αξιοσημείωτες ιδιότητες της ηλεκτρικής πορσελάνης είναι η αντοχή στη θερμότητα, η χημική αντοχή, η αντοχή σε οποιεσδήποτε ατμοσφαιρικές επιδράσεις, η ηλεκτρική και μηχανική αντοχή και το χαμηλό κόστος. Με βάση αυτά τα πλεονεκτήματα, η πορσελάνη χρησιμοποιείται για την κατασκευή μονωτών. Εδώ είναι οι μέσες προδιαγραφές του:

• Πυκνότητα: 2400 kg / m3;

• Αντοχή σε σχίσιμο: 90 MPa;

• Θερμοχωρητικότητα: 1350 J / kg-K;

• Θερμική αγωγιμότητα: 1,1 W / m-k;

• Ηλεκτρική αντοχή: 27,5 kV / mm;

• Εφαπτομένη διηλεκτρικής απώλειας: 0,02;

• Ειδική αντίσταση επιφάνειας: 0,5 TΩ;

• Αντοχή όγκου: 0,1 TΩ-m.

• Διηλεκτρική σταθερά: 7.

Εάν συγκρίνουμε την πορσελάνη και το καουτσούκ σιλικόνης, τότε σε σύγκριση με το καουτσούκ, η πορσελάνη είναι εύθραυστη, πολύ βαριά, έχει υψηλή εφαπτομένη της διηλεκτρικής απώλειας.

Όσον αφορά το γυαλί, το ηλεκτροτεχνικό γυαλί, σε σύγκριση με την πορσελάνη, έχει πιο σταθερή βάση πρώτης ύλης, η τεχνολογία παραγωγής του είναι απλούστερη, ευκολότερη στην αυτοματοποίηση και το πιο σημαντικό, είναι εύκολο να εντοπιστεί η δυσλειτουργία ή η βλάβη του μονωτή με το μάτι. Το σπάσιμο μιας σειράς γυάλινων μονωτών προκαλεί την πτώση της διηλεκτρικής φούστας στο έδαφος και το σπάσιμο της πορσελάνης δεν καταστρέφει τη φούστα. Ο κατεστραμμένος μονωτήρας γυαλιού είναι άμεσα ορατός και για τη διάγνωση της πορσελάνης πρέπει να καταφύγει κανείς στη χρήση πρόσθετων συσκευών, συσκευών νυχτερινής όρασης.

Χημικά, το ηλεκτρικό γυαλί είναι ένα σύνολο οξειδίων του νατρίου, του βορίου, του ασβεστίου, του πυριτίου, του αλουμινίου κ.λπ. Στην πραγματικότητα είναι ένα πολύ, πολύ παχύρρευστο υγρό.Το ηλεκτρικό γυαλί διαφέρει από το συνηθισμένο αλκαλικό γυαλί, είναι γυαλί χαμηλής περιεκτικότητας σε αλκάλια, δεν σπάει και δεν θολώνει κατά τη λειτουργία. Εδώ είναι τα χαρακτηριστικά του:

• Πυκνότητα: 2500 kg / m3;

• Αντοχή σε σχίσιμο: 90 MPa;

• Θερμοχωρητικότητα: 1000 J / kg-K;

• Θερμική αγωγιμότητα: 0,92 W / m-k;

• Ηλεκτρική αντοχή: 48 kV / mm;

• Εφαπτομένη διηλεκτρικής απώλειας: 0,024;

• Ειδική αντίσταση επιφάνειας: 100 TΩ;

• Ειδική αντίσταση όγκου: 1 TOM-m.

• Διηλεκτρική σταθερά: 7.

Στα μειονεκτήματα των μονωτών γυαλιού συγκαταλέγεται η υψηλή κατανάλωση ενέργειας στην παραγωγή ηλεκτρικού γυαλιού, καθώς πρέπει να μαγειρεύεται για μεγάλο χρονικό διάστημα.