Современные материалы для производства высоковольтных изоляторов
Не нужно иметь специального образования для того, чтобы знать о том, что электричество поступает на все объекты с помощью линий электропередач, проложенных и по суше и под землей. Для оснащения высоковольтных линий обязательно используют такой элемент, как изолятор, обеспечивающий надежность работы всей системы. Материалы для производства современных высоковольтных изоляторов могут быть различны.
Керамика, фарфор и полимеры
Современные высоковольтные изоляторы конструктивно делятся на несколько видов, которые применяют для решения конкретных задач. При этом главной функцией всех данных устройств является изоляция ЛЭП от токопроводящих опор. Это значит, что все применяемые в производстве материалы должны обладать диэлектрическими свойствами. Такими материалами могут быть: фарфор, полимеры, специальное стекло, современная техническая керамика.
Фарфоровые элементы имеют высокую прочность и специальную форму, что позволяет им противостоять ударам молний. Классический фарфор делают путем термической обработки из глины, кварца и полевого шпата. Эту же технологию применяют для изготовления традиционной керамики. В результате материал может противостоять высокой температуре и химически агрессивным веществам.
Стекло и фарфор в этой отрасли начали использовать намного раньше, чем полимеры. Полимерные изделия хорошо известны своими свойствами по другим отраслям производства. Этот материал не знает коррозии и не накапливает на своей поверхности различные отложения.
С некоторых пор для изготовления изоляторов стали использовать современную техническую керамику. Этот материал универсальный и уникальный по своим техническим параметрам. Специалисты стараются выбирать минералокерамику (Al2O3, ZrO2, SiC, Si3N4, AlN) для тех вариантов, которые должны обеспечить максимально продолжительную работу в заданных условиях. Однако, с точки зрения стоимости выгоднее всего обойдутся традиционные стеклянные гирлянды.
Резина и стекло
Такие материалы, как резина и стекло отлично подходят для изготовления изоляторов, потому что имеют необходимый уровень диэлектрических характеристик. Правда, по их применению есть ограничения. Они могут работать в сетях с десятками, а не сотнями киловольт. Специалисты высоко ценят в качестве материала для производства высоковольтных изоляторов кремнийорганическую резину, которая имеет в своей основе эластичный каучук и полиорганосилоксаны.
Кремнийорганическую резину получают путем вулканизации каучука с добавками кремнийорганических соединений. Необходимые свойства материалу придают путем добавления нанопорошков двуокисей титана TiO2 и кремния SiO2. Ее прочность на разрыв находится в пределах 5 МПа, а плотность составляет 1350 кг/м3. Этот материал хорошо сопротивляется воздействию масла и света. Слабым местом такой резины является ее механическая прочность, тогда как теплопроводность находится на приемлемом уровне.
Известно, что плотность высоковольтного фарфора составляет 2400 кг/м3, прочность на разрыв равна 90 МПа, а пробивное напряжение имеет величину14 кВ/мм. У такой технической керамики при пробое в гирлянде диэлектрическая юбка не повреждается, поэтому визуально обнаружить поломку не получится. Однако, такое возможно со стеклянными изделиями, у которых в подобной ситуации юбка падает на землю.
Электротехническое стекло не растрескивается, изоляторы из этого материала за время работы не мутнеют. Прочность на разрыв для такого стекла достигает значения 90МПа, а плотность этого материала составляет 2500 кг/м3.
Подробно ознакомиться с техническими характеристиками керамики, изделий из нее и других технических материалов всегда можно на сайтах их поставщиков или производителей, например: www.aliaxis-ui.ru.