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Elektrische Isolatoren - Isolierstoffe und verschiedene Typen

Der Zweck eines Isolators besteht darin, den unerwünschten Stromfluss von dem erregten Leiter oder den leitenden Teilen zu verhindern. Die elektrische Isolierung spielt in jedem elektrischen System eine entscheidende Rolle. Ein Elektrischer Isolator bietet einen sehr hohen Widerstand, so dass praktisch kein Strom durchfließen kann.

Isoliermaterialien

Grundsätzlich ein Isolierstoff oder Isolatorenthält eine sehr kleine Menge an freien Elektronen (Ladungsträgern) und könnte daher keinen elektrischen Strom führen. Es gibt jedoch keinen perfekten Isolator, da selbst Isolatoren eine geringe Anzahl von Ladungsträgern enthalten, die einen Leckstrom tragen können (vernachlässigbar klein). Außerdem werden alle Isolatoren leitend, wenn eine ausreichend große Spannung angelegt wird. Dieses Phänomen wird als bezeichnet Isolationszusammenbruch und die entsprechende Spannung wird als bezeichnet Die Spannung unterbrechen.
Ein Isoliermaterial muss einen hohen spezifischen Widerstand und eine hohe Spannungsfestigkeit aufweisen. Zusätzlich wünschenswerte Eigenschaften des Isoliermaterials hängen von der Art der Anwendungen ab. Isoliermaterial, das zur Herstellung von isolierten Kabeln / Drähten verwendet wird, muss flexibel sein, z. Andererseits muss der Isolator, der zur Unterstützung von Freileitungen verwendet wird, mechanisch stark sein, wie z Isolatoren aus Porzellan oder Glas.

Wichtige Eigenschaften von Dämmstoffen

  • Der Widerstand (spezifischer Widerstand) ist die Eigenschaft eines Materials, die quantifiziert, wie stark das Material dem elektrischen Stromfluss entgegenwirkt. Der Widerstand eines guten Isolators ist sehr hoch.
  • Die dielektrische Festigkeit eines Materials ist die Fähigkeit, elektrischen Belastungen standzuhalten, ohne zu zerfallen. Die Spannungsfestigkeit wird normalerweise in Kilovolt pro Millimeter (kV / mm) angegeben.
  • Die relative Permittivität (oder Dielektrizitätskonstante) ist das Verhältnis der im Material erzeugten elektrischen Flussdichte zu der im Vakuum erzeugten.
  • Elektrischer Verlustfaktor (dielektrischer Verlust)ist das Verhältnis der im Material verloren gegangenen Leistung zur gesamten übertragenen Leistung. Sie ist durch den Tangens des Verlustwinkels gegeben und daher auch als bekannt Tan Delta
Einige der häufig verwendete elektrische Isoliermaterialien sind Papier, Glimmer, Teflon, Gummi, Kunststoff, Polyvinylchlorid (PVC), Glas, Keramik, Porzellan usw.

Arten von elektrischen Isolatoren

  • Pin-Isolatoren
  • Aufhängeisolatoren
  • Dehnungsisolatoren
  • Schäkelisolatoren
Die obigen Isolatortypen werden üblicherweise in Freileitungen verwendet. Sie können mehr darüber lesen Freileitungsisolatoren Klicken Sie auf diesen Link.
Einige weitere Arten von Isolatoren sind wie folgt.

Post Isolatoren

Ein Nachisolator ähnelt mehr oder weniger einem StiftIsolator. Die Anzahl der Petticoats und Regenschuppen ist relativ hoch. Stützisolatoren werden meistens in Umspannwerken eingesetzt, können aber in einigen Fällen auch für Freileitungen verwendet werden. Daher gibt es zwei Arten von Nachisolatoren: (i) Station Post Isolatoren und (ii) Stützisolatoren.
Stützisolatoren
Bildquelle: Wikimedia Commons
Ein Leitungsisolator kann für Spannungen verwendet werdenbis 132 kV (Stiftisolatoren werden für bis zu 33 kV verwendet). Station-Post-Isolatoren werden in Unterstationen sowohl für niedrige als auch für sehr hohe Spannungen verwendet. Bei höheren Spannungspegeln werden mehrere Stationsisolatoren zusammen gestapelt.

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Isolatoren aus Glas

Pin Isolatoren aus Glas wurden früher in verwendetdas 18. Jahrhundert hauptsächlich für Telegraphie- / Telefonleitungen. Die Verwendung von Isolatoren aus Keramik und Porzellan verbreitete sich im 19. Jahrhundert. Sie erwiesen sich als überlegene Schutzeigenschaften als Glas und werden häufig verwendet. Verwendung von gehärtete Glasisolatoren wird heute populär. Im Gegensatz zu Porzellan oder nichtkeramischen Materialien altert Hartglas niemals und bietet daher eine längere Lebensdauer. Gehärtete Isolierscheiben aus Glas können in Suspensionsisolatoren verwendet werden.
Glasisolatorschnur
Glasisolatorschnur

Polymerisolatoren

Polymerisolatoren bestehen aus GlasfaserStab, der mit Polymerwetterhäusern bedeckt ist. Polymerwetterhallen werden im Allgemeinen aus Siliconkautschuk hergestellt. Wenige andere Materialien können auch für Wetterhallen verwendet werden, wie Polytetrafluorethylen (PTFE oder Teflon), EPM, EPDM usw. Polymerisolator wird manchmal auch als bezeichnet Verbundisolatoren oder Isolatoren aus Silikonkautschuk. Sie sind fast 90% leichter als Isolatoren aus Porzellan und bieten dennoch eine fast gleiche oder bessere Festigkeit.
Polymerisolatoren
Polymerisolatoren

Lange Stabisolatoren

Ein Langstabisolator ist im Wesentlichen ein Porzellanstabmit einem Außenwetterhallen und Metallbeschlägen. Der Hauptvorteil des Langstabdesigns ist der Verzicht auf Metallteile zwischen den Einheiten, wodurch die Festigkeit des Isolators erhöht wird. Lange Stabisolatoren können sowohl an Aufhängungs- als auch an Zugorten verwendet werden.
langer Stabisolator
Langstabisolator
Bildquelle: Wikimedia Commons

Isolatoren bleiben

Der in einem Schrägseil (Abspannseil) verwendete Isolator wird als bezeichnet Isolator bleiben. Es besteht normalerweise aus Porzellan und ist so konstruiert, dass bei einem Bruch des Isolators der Stehdraht nicht zu Boden fällt. Es wird auch als bezeichnet Eistyp-Isolator.
Isolator bleiben
Isolator bleiben
Bildquelle: Wikimedia Commons

Bemerkungen