現在の断熱材はどのような材料でできていますか?
現代の碍子の材質
今日、地球上のどこにでも、陸地でも水中でも送電線があります。旧ソ連の領土内でのみ、すべての送電線の長さは赤道の長さの何倍にもなります。そして今日では、絶縁体を使用せずに架空送電線を作ることはできません。絶縁体のおかげで、最大 0.5 メガボルトの一定動作電圧を備えた、信頼性が高く安定したエネルギー システムを構築することが可能になりました。
多数の異なる絶縁体があり、それぞれが独自の問題を解決するのに適しており、構造的に異なりますが、同時に非常に機能的です。絶縁材料の誘電特性によりこれが保証されるため、高電圧送電線を導電性支持体から確実に絶縁します。
絶縁体の各部分は、絶縁体全体と同様に、高圧線の全動作期間を通じて機能するため、絶縁体の主な要件は耐久性です。そして、絶縁体の材料はこの条件を提供する義務があります。絶縁体の主な素材は、ガラス、磁器、ポリマーです。
碍子に使用されているガラスは普通のものではなく、特に耐久性の高い強化ガラスで作られており、それをベースにしてガーランドに組み込まれたサスペンション碍子は優れた性能を持っています。 誘電特性、この種の非常に重要な製品の価格はかなり低いですが。
磁器は伝統的な断熱材の中で最高の強度を持っています。磁器の原料がプラスチックであるため、雷にさえ耐えることができ、最適な形状を与えることができるため、完成した絶縁体の形状は、そのような雷に対しても最も脆弱であることがわかります。素晴らしい大気現象。
ポリマー絶縁体 - 最も現代的なソリューションであり、比較的最近になって製造および適用され始めました。電力線用のポリマー絶縁体は耐久性があり、優れた誘電特性を備えており、その製造には多額の材料費がかかりません。数百キロボルトではポリマー絶縁体は機能しませんが、数十キロボルトではポリマー絶縁体がまさに必要なものです。次に、現代のがいしの材質について詳しく見ていきます。
近年開発されているシリコーンゴムをベースにした絶縁体の製造は、より進歩的な解決策です。
シリコーンゴム、それだけです 本質的に弾性のあるゴム… このため、シリコーンゴムは非常に柔軟なケーブルの絶縁材料として広く使用されています。一般に、天然ゴムだけでなく、スチレン - ブタジエン、ブタジエン、シリコン、エチレン - プロピレンなど、さまざまなゴムがエネルギー分野で使用されています。有機シリコンゴムはポリオルガノシロキサンをベースとしています。
この式において、Ｒは有機ラジカルである。ラジカルの種類によってシリコーンゴムの特性が決まります。主鎖には、窒素、ホウ素、炭素だけでなく、ケイ素と酸素の両方が含まれる場合があります。したがって、シロキサン、ボロシロキサン、シリカゴムが生成します。
有機シリコンゴムは、ゴムの加硫によって得られます。つまり、分子が空間的に複合体で架橋されています。化学結合は、ラジカルまたは末端の OH および H 基によって形成されます。反応は放射線にさらすか、高温で化学薬品を使用することによって行われ、メーカーは加硫の準備ができた状態で供給します。
純粋なシリコンシリコンゴムは高い電気特性を持っていません。それは壊れやすく、オゾンや光に弱いことが判明しました。したがって、十分な信頼性の絶縁体を得るためには、シリコンシリコンゴムをベースとした複合材料が必要となる。許容可能な品質を達成するために、二酸化チタンとシリカのナノパウダーである活性強化フィラーが追加されます。その結果、許容可能な特性を備えた材料が得られます。平均的なスペックは次のとおりです。
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密度: 1350 kg / m3;
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引裂強度：5MPa。
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熱容量: 1350 J / kg-K;
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熱伝導率: 1.1 W / m-k;
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耐電圧: 21 kV/mm;
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誘電正接: 0.00125;
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固有表面抵抗: 50.5 TΩ;
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バルク抵抗：5.5TΩ・m。
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誘電率：3.25。
その結果、シリコンゴムに関しては、その電気物理的特性は満足のいくものであり、熱伝導率は十分に高く、機械的強度にはまだ十分な余地が残っていることがわかります。耐光性、耐オゾン性、耐油性に優れています。動作温度は-90℃～+250℃の範囲です。材質は防水ですが、耐油性とガス透過性があります。
磁器。磁器、絶縁体用電気磁器と言えば、粘土、石英、長石をベースにした人工鉱物であることを思い出してください。最終製品は、セラミック技術を使用した熱処理によって得られます。
電気磁器の最も顕著な特性は、耐熱性、耐薬品性、大気の影響に対する耐性、電気的および機械的強度、そして低コストです。これらの利点に基づいて、磁器はがいしの製造に使用されます。平均的なスペックは次のとおりです。
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密度: 2400 kg / m3;
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引裂き強度：90MPa。
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熱容量: 1350 J / kg-K;
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熱伝導率: 1.1 W / m-k;
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耐電圧: 27.5 kV/mm;
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誘電正接：0.02、
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固有表面抵抗: 0.5 TΩ;
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バルク抵抗：0.1TΩ・m。
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誘電率：7。
磁器とシリコーンゴムを比較すると、ゴムに比べて磁器は壊れやすく、非常に重く、耐久性が高くなります。 誘電正接.
ガラスに関して言えば、電子技術ガラスは磁器に比べて原料ベースが安定しており、製造技術が単純で自動化が容易であり、そして最も重要なことに、絶縁体の故障や損傷を目で確認するのが簡単です。一連のガラス絶縁体を破壊すると、誘電体のスカートが地面に落ちますが、磁器が破壊されてもスカートは損傷しません。損傷したガラス絶縁体はすぐに目に見えるため、磁器の診断には追加の装置、暗視装置の使用に頼らなければなりません。
化学的には、電気ガラスはナトリウム、ホウ素、カルシウム、シリコン、アルミニウムなどの酸化物の集合体です。実際はとても濃厚な液体です。電気ガラスは通常のアルカリガラスとは異なり、低アルカリガラスなので使用中に割れたり曇ったりしません。その特徴は次のとおりです。
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密度: 2500 kg / m3;
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引裂き強度：90MPa。
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熱容量: 1000 J / kg-K;
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熱伝導率: 0.92 W / m-k;
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耐電圧: 48 kV/mm;
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誘電正接: 0.024;
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固有表面抵抗: 100 TΩ;
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体積固有抵抗率：1TOM・m。
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誘電率：7。
ガラス絶縁体の欠点としては、電気ガラスを長時間加熱する必要があるため、製造時にエネルギー消費が高くなることが挙げられます。