Podstawowa misja i ogromne wyzwania stojące przed izolatorami ceramicznymi

Aby zrozumieć znaczenie izolatorów-odpornych na zanieczyszczenia, należy najpierw zrozumieć podstawowe zasady działania izolatorów i trudne warunki, w jakich działają.

 

1. Podstawowa funkcja: Podstawową funkcją izolatora jest izolacja elektryczna. W liniach przesyłowych wysokiego-napięcia musi niezawodnie izolować przewody o wysokim-potencjale od uziemionych konstrukcji wieżowych, zapobiegając upływowi prądu do ziemi, który mógłby spowodować zwarcia lub zwarcia doziemne. Ma także wystarczającą wytrzymałość mechaniczną, aby wytrzymać-długotrwałe lub nagłe naprężenia mechaniczne, takie jak ciężar samych przewodów, obciążenie wiatrem i lód.

 

2. Zalety tradycyjnych materiałów ceramicznych: Ceramika (zwykle-porcelana elektryczna o wysokiej wytrzymałości) to klasyczny materiał do produkcji izolatorów. Oferują znaczące zalety: wyjątkową stabilność chemiczną i odporność na starzenie; wysoka wytrzymałość na ściskanie i doskonałe właściwości izolacyjne; i wyjątkową odporność na warunki atmosferyczne, dzięki czemu wytrzymują długotrwałe narażenie na światło słoneczne, deszcz i wahania temperatury.

 

3. Poważne wyzwania stawiane przez zanieczyszczone środowisko: Wydajność izolatora nie może być utrzymana na najwyższym poziomie w każdym środowisku. W strefach przemysłowych, obszarach przybrzeżnych i regionach narażonych na mgłę lub kurz, zanieczyszczenia-takie jak pył przemysłowy, sól, cząstki chemiczne i ptasie odchody-stopniowo gromadzą się na powierzchni izolatora. W suchych warunkach te warstwy zanieczyszczeń mają ograniczony wpływ.

 

Jednakże przy wilgotnej pogodzie (takiej jak mgła, rosa lub lekki deszcz) substancje rozpuszczalne w warstwie zanieczyszczeń rozpuszczają się w wilgoci, tworząc przewodzącą warstwę na powierzchni izolatora. Folia ta drastycznie zmniejsza rezystancję powierzchniową, prowadząc do gwałtownego wzrostu prądu upływowego. W poważnych przypadkach może to wywołać miejscowe wyładowanie łukowe, które przekształca się w ścieżkę rozgorzenia wzdłuż powierzchni izolatora, powodując wyłączenia linii lub nawet trwałe uszkodzenie, zagrażając w ten sposób bezpieczeństwu sieci energetycznej. Zjawisko to znane jest jako „rozgorzenie zanieczyszczeń”- i jest jedną z najczęstszych usterek w systemach elektroenergetycznych.