» ГЛАВНАЯ > К содержанию номера
 » Все публикации автора

Журнал научных публикаций
«Наука через призму времени»

Август, 2021 / Международный научный журнал
«Наука через призму времени» №8 (53) 2021

Автор: Нуриева Альбина Мавлитовна, студент
Рубрика: Технические науки
Название статьи: Обзор материалов для изготовления изоляторов

Статья просмотрена: 236 раз
Дата публикации: 27.07.2021

УДК 620.9

ОБЗОР МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗОЛЯТОРОВ

Нуриева Альбина Мавлитовна

Пронин Егор Андреевич

Кутуева Юлия Рустамовна

Павленкова Анна Андреевна

студент

Уфимский государственный авиационный технический университет, г. Уфа

 

Аннотация. В данной статье проведен обзор материалов, применяемых для изготовления изоляторов. Описаны их достоинства и недостатки.

Ключевые слова: Изолятор, материал, обзор, фарфор, стекло, полимер.

 

Материалы, из которых изготавливаются изоляторы, должны иметь высокую электрическую прочность на пробой, достаточную механическую прочность и хорошо противостоять неблагоприятным атмосферным воздействиям, поскольку изоляция явяляется одиним изважных элементов линиий электропередач. Электрические и механические характеристики изолятора зависят от применяемых для его изготовления материалов. Поэтому к вопросам выбора типа изоляции, её надёжности и долговечности проявляют особое внимание.

По материалу изготовления изоляторы делятся на следующие типы:

1) Фарфоровые

2) Стеклянные

3) Полимерные

Самые первые изоляторы были изготовлены из фарфора (рисунок 1). Их покрывали слоемглазури, после чего обжигали в печах. Такие изоляторы были основными на линияхэлектропередачи до середины 70-х годов. Сегодня их производство практически прекращено (за исключением изоляторов нового поколения – длинно-стержневых). Причина – они слишком хрупкие, часто лопаются в режимах «включение-отключение», при переходе от холодного к тёплому времени года. Еще одним недостатком является сложность, связанная с диагностикой пробоев и отыскания микротрещин[1].

Рисунок 1 – Фарфоровые изоляторы

Стеклянные изоляторы (рисунок 2) производятся из особого закаленного стекла. В отличие от фарфоровых изоляторов, они обладают высокой механической прочностью, меньшими весом и габаритными размерами, большим сроком эксплуатации.Преимущество стеклянных изоляторов – это, прежде всего, продолжительный опыт эксплуатации. Повреждённые стеклянные изоляторы легко обнаруживаются, так как при пробое происходит их саморазрушение [2].

Рисунок 2 – Стеклянные изоляторы

К недостаткам стеклянных изоляторов относится [3]:

         высокая повреждаемость стекла на всех переделах технологического процесса (при перевозке, при хранении, при монтаже). Поэтому в проекте всегда закладывается 3-5% на бой;

         ускоренное старение гирлянд изоляторов в условиях повышенного загрязнения и в прибрежных зонах солевого тумана;

         высокая трудоёмкость сборки гирлянды и её монтажа на ЛЭП.

-          полное отсутствие стойкости к вандализму;

В начале 21-го веканачало набирать обороты производства изоляторов из полимерных материалов. На данныймомент их доля в системах электроэнергетики составляет не более 10%. Но по прогнозам,количество изоляторов из полимерных материалов в ближайшие несколько лет должназначительно вырасти[4].

Конструктивно, изолятор из полимерных материалов (рисунок 3) представляет собойстеклопластиковый стержень, обеспечивающий электрическую и механическую прочностьданного устройства. На этот стержень опрессовываются металлические оконцеватели,благодаря чему изолятор соединяется с соседними элементами системэлектроснабжения. На стеклопластиковый стержень наносится защитнаякремнийорганическая оболочка (резина), получаемую путем вулканизации  каучука. Вкомпозитный материал так же добавляют двуокись кремния и нанопорошок двуокиси титана,для создания необходимых для эксплуатации технических свойств[5].

Рисунок 3 – Полимерные изоляторы

Кремнийорганическая резина — это каучук, который по своей природе эластичен, поэтому ее широко используют в качестве материала изоляции многих гибких кабелей. Кремнийорганическую резину получается путем вулканизации каучука. Реакция проводится при радиационном облучении или с применением химических агентов при высокой температуре.

Уполимерных изоляторов есть ряд преимуществ: они легче стеклянных и фарфоровых изоляторов. Это уменьшает механическую нагрузку на конструкцииЛЭП и упрощает процесс монтажа и установки самих изоляторов. Также полимерные изоляторы достаточно недорогие. Еще одно преимущество – гидрофобность защитной оболочки, позволяющая добиться отличной электрической прочности[6].

Существуют факторы, тормозящие массовое распространениеданных изоляторов. К ним можно отнести старение подвоздействием солнечной радиации и ультрафиолета. Так же, они не применяются нанапряжениях выше 220 кВри длительном воздействии высоких температур электрическая прочностьухудшается. Еще один недостаток – распространение колоний грибов наоболочке. Грибы опасны тем, чтоспособствуют разрушению поверхности изолятора и его скорейшему выходу из строя.

В данной статье проведен обзор материалов для изготовления изоляторов. Наибольшее количество изоляторов изготовлено из фарфора и стекла. Альтернативным вариантом для традиционных изоляторов являются полимерные аналоги.



Список литературы:

  1. Поплавский А.М. О линейной полимерной изоляции и не только. [Электронный ресурс]. URL:http://np-esi.ru/wp-content/uploads/2017/04/statja-Poplavskii.pdf
  2. Сравнение материалов для производства изоляторов.[Электронный ресурс]. URL:https://en-res.ru/stati/izolyatory-polimernie-sravnenie.html
  3. Достоинства и недостатки различных изоляторов. [Электронный ресурс]. URL:https://metenergo.com/news/dostoinstva-i-nedostatki-razlichnykh-izolyatorov/
  4. Чувашов И.А., Кузнецов Р.О. Полимерные изоляторы в современной электроэнергетике. [Электронный ресурс]. URL:https://www.elibrary.ru/item.asp?id=36872915
  5. Основные конструктивные особенности полимерных изоляторов. [Электронный ресурс]. URL:https://изоляторыполимерные.рф/o-produktsii/poleznaya-informatsniya/osnovnye-konstruktivnye-osobennosti-polimernykh-izolyatorov/
  6. Типы изоляторов, их достоинства и недостатки, применение. [Электронный ресурс]. URL:https://pue8.ru/elektricheskie-seti/612-tipy-izolyatorov-ikh-dostoinstva-i-nedostatki.html


Комментарии:

Фамилия Имя Отчество:
Комментарий: