Bahan apa yang terbuat dari isolator modern?

Bahan isolator modern

Saat ini, di mana pun di planet kita, di darat dan di bawah air, terdapat saluran listrik. Hanya di wilayah bekas Uni Soviet, panjang semua saluran listrik sedemikian rupa sehingga jauh lebih besar dari panjang garis khatulistiwa. Dan tidak ada saluran listrik overhead yang dapat dilakukan tanpa menggunakan isolator saat ini. Berkat isolator, dimungkinkan untuk membangun sistem energi yang andal dan stabil dengan tegangan operasi konstan hingga 0,5 megavolt.

Sejumlah besar isolator berbeda, yang masing-masing cocok untuk menyelesaikan masalahnya sendiri, berbeda secara struktural, tetapi pada saat yang sama cukup fungsional. Mereka menyediakan isolasi yang andal dari saluran listrik tegangan tinggi dari penyangga konduktif, karena sifat dielektrik dari bahan isolasi memastikan hal ini.

Setiap bagian isolator, seperti isolator secara keseluruhan, berfungsi sepanjang periode operasi saluran tegangan tinggi, oleh karena itu persyaratan utama isolator adalah daya tahan. Dan bahan isolator wajib menyediakan kondisi ini. Bahan utama isolator adalah kaca, porselen, dan polimer.

Kaca yang digunakan dalam isolator tidak biasa, terbuat dari kaca temper, yang sangat tahan lama, dan isolator suspensi berdasarkan itu, yang dipasang di karangan bunga, memiliki kualitas yang sangat baik. sifat dielektrik, sedangkan harganya cukup murah untuk produk semacam ini yang begitu penting.

Porselen memiliki kekuatan tertinggi di antara bahan isolasi tradisional. Itu tanpa rasa sakit mampu menahan bahkan petir, karena fakta bahwa massa mentah porselen adalah plastik, dan bentuknya dapat diberikan yang paling optimal, sehingga konfigurasi isolator yang sudah jadi ternyata paling tidak rentan bahkan terhadap hal semacam itu. fenomena atmosfer yang hebat.

Isolator polimer adalah solusi paling modern, mereka mulai dibuat dan digunakan relatif baru. Insulator polimer untuk saluran listrik tahan lama, memiliki sifat dielektrik yang sangat baik, dan produksinya tidak terkait dengan biaya material yang besar. Untuk ratusan kilovolt, isolator polimer tidak akan berfungsi, tetapi untuk puluhan kilovolt, isolator polimer adalah yang Anda butuhkan. Selanjutnya, kita akan melihat secara detail bahan isolator modern.

Produksi isolator berbahan dasar karet silikon, yang telah berkembang dalam beberapa tahun terakhir, merupakan solusi yang lebih progresif.

Karet silikon — itu saja karet yang sifatnya elastis… Untuk alasan ini, karet silikon banyak digunakan sebagai bahan isolasi kabel yang sangat fleksibel. Secara umum, berbagai karet digunakan di sektor energi: stirena-butadiena, butadiena, silikon silikon, dan etilen-propilena, serta alami. Karet organosilikon didasarkan pada poliorganosiloksan.

Dalam rumus ini, R adalah radikal organik. Jenis radikal menentukan karakteristik karet silikon.Rantai utama dapat mengandung silikon dan oksigen, serta nitrogen, boron, dan karbon. Dengan demikian, ini akan menghasilkan karet siloksan, borosiloksan dan silika.

Karet organosilikon diperoleh dengan vulkanisasi karet, yaitu molekul-molekulnya saling terkait dalam kompleks spasial. Ikatan kimia dibentuk oleh radikal atau oleh gugus OH dan H terminal. Reaksi dilakukan dengan paparan radiasi atau dengan menggunakan bahan kimia pada suhu tinggi Pabrikan memasok massa yang siap untuk vulkanisasi.

Karet silikon silikon murni tidak memiliki sifat listrik yang tinggi; ternyata rapuh, rentan terhadap ozon dan cahaya. Oleh karena itu, untuk mendapatkan isolator yang cukup andal, diperlukan bahan komposit berbasis silikon karet silikon. Untuk mencapai kualitas yang dapat diterima, pengisi penguat aktif, yaitu titanium dioksida dan nanobubuk silika, ditambahkan. Hasilnya adalah bahan dengan sifat yang dapat diterima. Berikut adalah spesifikasi rata-rata:

• Kepadatan: 1350 kg/m3;

• Kekuatan sobek: 5 MPa;

• Kapasitas panas: 1350 J/kg-K;

• Konduktivitas termal: 1,1 W / m-k;

• Kekuatan listrik: 21 kV / mm;

• Tangen kerugian dielektrik: 0,00125;

• Ketahanan permukaan spesifik: 50,5 TΩ;

• Resistansi massal: 5,5 TΩ-m.

• Konstanta dielektrik: 3,25.

Akibatnya, mengenai karet silikon, dapat dicatat bahwa sifat elektrofisika memuaskan, konduktivitas termal cukup tinggi, kekuatan mekanik meninggalkan banyak hal yang diinginkan. Ketahanan yang luar biasa terhadap cahaya, ozon, minyak. Temperatur pengoperasian berkisar dari -90 ° C hingga + 250 ° C. Bahannya tahan air, tetapi tahan minyak dan dapat ditembus gas.

Porselen.Berbicara tentang porselen, porselen listrik untuk isolator, ingatlah bahwa itu adalah mineral buatan yang berbahan dasar tanah liat, kuarsa, dan feldspar. Produk akhir diperoleh dengan perlakuan panas menggunakan teknologi keramik.

Sifat porselen listrik yang paling luar biasa adalah tahan panas, tahan bahan kimia, tahan terhadap pengaruh atmosfer, kekuatan listrik dan mekanik, serta biaya rendah. Berdasarkan keunggulan tersebut, porselen digunakan untuk pembuatan isolator. Berikut spesifikasi rata-ratanya:

• Kepadatan: 2400 kg/m3;

• Kekuatan sobek: 90 MPa;

• Kapasitas panas: 1350 J/kg-K;

• Konduktivitas termal: 1,1 W / m-k;

• Kekuatan listrik: 27,5 kV / mm;

• Tangen kerugian dielektrik: 0,02;

• Ketahanan permukaan spesifik: 0,5 TΩ;

• Resistensi curah: 0,1 TΩ-m.

• Konstanta dielektrik: 7.

Jika kita membandingkan porselen dan karet silikon, maka dibandingkan dengan karet, porselen rapuh, sangat berat, memiliki daya tahan yang tinggi tangen kerugian dielektrik.

Sedangkan untuk kaca, kaca elektroteknik, dibandingkan dengan porselen, memiliki bahan baku yang lebih stabil, teknologi produksinya lebih sederhana, lebih mudah untuk diotomatisasi, dan yang terpenting, mudah untuk mengidentifikasi kerusakan atau kerusakan isolator dengan mata. Pecahnya rangkaian isolator kaca menyebabkan rok dielektrik jatuh ke tanah, dan pecahnya porselen tidak merusak rok. Isolator kaca yang rusak segera terlihat dan untuk diagnosis porselen seseorang harus menggunakan perangkat tambahan, perangkat penglihatan malam.

Secara kimiawi, gelas listrik adalah sekumpulan oksida natrium, boron, kalsium, silikon, aluminium, dll. Ini sebenarnya cairan yang sangat, sangat kental.Kaca elektrik berbeda dari kaca alkali biasa, ini adalah kaca alkali rendah, tidak retak dan berkabut selama pengoperasian. Berikut adalah fitur-fiturnya:

• Kepadatan: 2500 kg/m3;

• Kekuatan sobek: 90 MPa;

• Kapasitas panas: 1000 J/kg-K;

• Konduktivitas termal: 0,92 W / m-k;

• Kekuatan listrik: 48 kV / mm;

• Tangen kerugian dielektrik: 0,024;

• Ketahanan permukaan spesifik: 100 TΩ;

• Resistivitas volume spesifik: 1 TOM-m.

• Konstanta dielektrik: 7.

Kerugian dari isolator kaca termasuk konsumsi energi yang tinggi dalam produksi kaca listrik, karena harus dimasak dalam waktu lama.