» 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
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 кВ.При 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:
- 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
- Сравнение материалов для производства изоляторов.[Электронный ресурс]. URL:https://en-res.ru/stati/izolyatory-polimernie-sravnenie.html
- Достоинства и недостатки различных изоляторов. [Электронный ресурс]. URL:https://metenergo.com/news/dostoinstva-i-nedostatki-razlichnykh-izolyatorov/
- Чувашов И.А., Кузнецов Р.О. Полимерные изоляторы в современной электроэнергетике. [Электронный ресурс]. URL:https://www.elibrary.ru/item.asp?id=36872915
- Основные конструктивные особенности полимерных изоляторов. [Электронный ресурс]. URL:https://изоляторыполимерные.рф/o-produktsii/poleznaya-informatsniya/osnovnye-konstruktivnye-osobennosti-polimernykh-izolyatorov/
- Типы изоляторов, их достоинства и недостатки, применение. [Электронный ресурс]. URL:https://pue8.ru/elektricheskie-seti/612-tipy-izolyatorov-ikh-dostoinstva-i-nedostatki.html
Комментарии:
