מאילו חומרים עשויים מבודדים מודרניים?

חומרים של מבודדים מודרניים

כיום, בכל מקום על הפלנטה שלנו, ביבשה ומתחת למים, ישנם קווי מתח. רק בשטחה של ברית המועצות לשעבר, אורכם של כל קווי החשמל הוא כזה שהוא גדול פי כמה מאורך קו המשווה. ואף קו חשמל עילי לא יכול להסתדר בלי השימוש במבודדים כיום. הודות למבודדים, ניתן היה לבנות מערכות אנרגיה אמינות ויציבות במתח הפעלה קבוע של עד 0.5 מגה-וולט.

מספר רב של מבודדים שונים, שכל אחד מהם מתאים לפתרון בעיות משלו, שונה מבחינה מבנית, אך בו זמנית די פונקציונלי. הם מספקים בידוד אמין של קווי מתח גבוה מתומכים מוליכים, שכן התכונות הדיאלקטריות של חומרי בידוד מבטיחים זאת.

כל אחד מקטעי המבודד, כמו המבודד בכללותו, משרת לאורך כל תקופת הפעילות של קו המתח הגבוה, ולכן הדרישה העיקרית למבודד היא עמידות. והחומר של המבודד מחויב לספק תנאי זה. החומרים העיקריים של מבודדים הם זכוכית, פורצלן ופולימרים.

הזכוכית בה משתמשים במבודדים אינה רגילה, היא עשויה מזכוכית מחוסמת, עמידה במיוחד, והמבודדים המתלים המבוססים עליה, המורכבים בזר, הינם מצוינים. תכונות דיאלקטריות, בעוד המחיר די נמוך למוצרים מהסוג הזה שכל כך חשובים.

לפורצלן יש את החוזק הגבוה ביותר מבין חומרי הבידוד המסורתיים. הוא מסוגל לעמוד ללא כאב אפילו בברקים, בשל העובדה שהמסה הגולמית של חרסינה היא פלסטיק, וניתן לתת את הצורה האופטימלית ביותר, כך שתצורת המבודד המוגמר מתבררת כפחות פגיעה אפילו לכאלה תופעה אטמוספרית גדולה.

מבודדי פולימרים - הפתרון המודרני ביותר, הם החלו להיעשות וליישם לאחרונה יחסית. מבודדי פולימרים לקווי חשמל הם עמידים, בעלי תכונות דיאלקטריות מצוינות, וייצורם אינו קשור בעלויות חומר גדולות. עבור מאות קילו-וולט מבודד פולימרי לא יעבוד, אבל עבור עשרות קילו-וולט מבודד פולימרי הוא בדיוק מה שאתה צריך. לאחר מכן, נבחן בפירוט את החומרים של מבודדים מודרניים.

ייצור מבודדים על בסיס גומי סיליקון, המתפתח בשנים האחרונות, הוא פתרון מתקדם יותר.

גומי סיליקון - זהו גומי בעל אופי אלסטי... מסיבה זו, גומי סיליקון נמצא בשימוש נרחב כחומר מבודד לכבלים גמישים מאוד. באופן כללי, נעשה שימוש בגומיות שונות בתחום האנרגיה: סטירן-בוטדיאן, בוטאדיאן, סיליקון סיליקון ואתילן-פרופילן, כמו גם טבעי. גומי אורגנוסיליקון מבוסס על polyorganosiloxanes.

בנוסחה זו, R הוא רדיקלים אורגניים. סוג הרדיקלים קובע את המאפיינים של גומי סיליקון.השרשרת הראשית יכולה להכיל גם סיליקון וחמצן, כמו גם חנקן, בורון ופחמן. בהתאם, זה יביא לסילוקסאן, בורוסילוקסאן וגומי סיליקה.

גומי אורגנוסיליקון מתקבל על ידי גיפור של גומי, כלומר, המולקולות מקושרות בקומפלקסים מרחביים. קשר כימי נוצר על ידי רדיקלים או על ידי קבוצות OH ו-H סופיות. התגובה מתבצעת ע"י חשיפה לקרינה או ע"י שימוש בחומרים כימיים בטמפרטורות גבוהות. היצרן מספק את המסה מוכנה לגיפור.

גומי סיליקון סיליקון טהור אינו בעל תכונות חשמליות גבוהות; מתברר שהוא שביר, פגיע לאוזון ולאור. לכן, על מנת להשיג מבודד אמין מספיק, יש צורך בחומר מרוכב המבוסס על גומי סיליקון סיליקון. כדי להגיע לאיכות מקובלת, מוסיפים חומר מילוי מחזק פעיל, שהוא טיטניום דו חמצני וננו-אבקות סיליקה. התוצאה היא חומר בעל תכונות מקובלות. להלן המפרט הממוצע:

• צפיפות: 1350 ק"ג/מ"ק;

• חוזק קריעה: 5 MPa;

• קיבולת חום: 1350 J / kg-K;

• מוליכות תרמית: 1.1 W / m-k;

• חוזק חשמלי: 21 קילו וולט / מ"מ;

• משיק הפסד דיאלקטרי: 0.00125;

• התנגדות משטח ספציפית: 50.5 TΩ;

• התנגדות בתפזורת: 5.5 TΩ-m.

• קבוע דיאלקטרי: 3.25.

כתוצאה מכך, לגבי גומי סיליקון, ניתן לציין כי התכונות האלקטרופיזיקליות שלו משביעות רצון, מוליכות תרמית גבוהה מספיק, חוזק מכני משאיר הרבה מקום לרצוי. עמידות יוצאת דופן לאור, אוזון, שמן. טמפרטורות הפעלה בטווח שבין -90 מעלות צלזיוס עד + 250 מעלות צלזיוס. החומר עמיד למים, אך עמיד בשמן וחדיר לגז.

חַרְסִינָה.אם כבר מדברים על פורצלן, חרסינה חשמלית למבודדים, זכרו שמדובר במינרל מלאכותי המבוסס על חימר, קוורץ ופלספאר. התוצר הסופי מתקבל על ידי טיפול בחום בטכנולוגיה קרמית.

התכונות המדהימות ביותר של חרסינה חשמלית הן עמידות בחום, עמידות כימית, עמידות לכל השפעות אטמוספריות, חוזק חשמלי ומכני ועלות נמוכה. בהתבסס על יתרונות אלה, פורצלן משמש לייצור מבודדים. להלן המפרט הממוצע שלו:

• צפיפות: 2400 ק"ג/מ"ק;

• חוזק קריעה: 90 MPa;

• קיבולת חום: 1350 J / kg-K;

• מוליכות תרמית: 1.1 W / m-k;

• חוזק חשמלי: 27.5 קילו וולט / מ"מ;

• משיק הפסד דיאלקטרי: 0.02;

• התנגדות משטח ספציפית: 0.5 TΩ;

• התנגדות בתפזורת: 0.1 TΩ-m.

• קבוע דיאלקטרי: 7.

אם נשווה גומי פורצלן וגומי סיליקון, אז בהשוואה לגומי, פורצלן שביר, כבד מאוד, בעל משיק הפסד דיאלקטרי.

לגבי הזכוכית, לזכוכית האלקטרוטכנית, בהשוואה לפורצלן, יש בסיס חומר גלם יציב יותר, טכנולוגיית הייצור שלה פשוטה יותר, קלה יותר לאוטומציה ובעיקר קל לזהות את התקלה או הנזק של המבודד בעין. שבירת סדרה של מבודדי זכוכית גורמת לנפילת החצאית הדיאלקטרית על הקרקע, ושבירת חרסינה אינה פוגעת בחצאית. מבודד זכוכית פגום נראה מיד ולאבחון של חרסינה יש לפנות לשימוש במכשירים נוספים, מכשירי ראיית לילה.

מבחינה כימית, זכוכית חשמלית היא קבוצה של תחמוצות של נתרן, בורון, סידן, סיליקון, אלומיניום וכו'. זה למעשה נוזל מאוד מאוד סמיך.זכוכית חשמלית שונה מזכוכית אלקליין רגילה, היא זכוכית אלקלית נמוכה, היא לא נסדקת ומערפלת במהלך הפעולה. להלן התכונות שלו:

• צפיפות: 2500 ק"ג/מ"ק;

• חוזק קריעה: 90 MPa;

• קיבולת חום: 1000 J / kg-K;

• מוליכות תרמית: 0.92 W / m-k;

• חוזק חשמלי: 48 קילו וולט / מ"מ;

• משיק הפסד דיאלקטרי: 0.024;

• התנגדות משטח ספציפית: 100 TΩ;

• התנגדות נפח ספציפי: 1 TOM-m.

• קבוע דיאלקטרי: 7.

החסרונות של מבודדי זכוכית כוללים צריכת אנרגיה גבוהה בייצור זכוכית חשמלית, שכן יש לבשל אותה לאורך זמן.