Изолятор электролуктуруу окуяларды кантип болдурат

Изолятордун негизги электр изоляциясынын механизмдери

Жогорку электр каршылыгы жана энергетикалык зоналар структурасы аркылуу токтун өтүшүн токтотуу

Изоляторлор электр токунун өтүшүн алардын табигый материалдык касиеттери аркылуу токтотуп, электр талкаланууларын болтурбайт. Бул материалдардын электр каршылыгы чоң, көпчүлүк учурда 10^10 ом·мден жогору, бул электрондордун ичинен өтүшүн өтө кыйын кылат. Бул кубулуш электрондук зона аралыгы деп аталган нерсе менен байланыштуу, ал көбүнчө 5 электрон-вольттан көп. Бул аралык бар болгондо, валенттүү электрондор кадимки иштөө кернеши шарттарында өтүш зонасына секире албайт, ошондуктан заряддар негизинен токтоп калат жана жылганбайт. Катуу негиздүү порцеландын изоляторлору жана ар түрлүү полимер түрлөрү дээрлик ушул принципке негизделген: алар кернеши узак убакыт таасир эткенде да сымдан сыртка чыгып кетүүчү токторду токтотот. Иштөө сапатын тагы да жакшыртуу үчүн өндүрүүчүлөр керамикалык материалдарда тыгыз кристаллдык структураларды түзөт же иондордун жылгысы мүмкүн болгон жерлерди чектей турган кесилген полимерлерди колдонот. Салыштыруу үчүн, мышьяктын каршылыгы дээрлик 10^-8 ом·мге барабар. Бул изоляциялоочу материалдардын электр токунун өтүшүн табигый жол менен токтотууда мышьяктан 18 тартиппе жакшы экенин көрсөтөт.

Диэлектрдик берилгичтик жана токтун өтүш чегинин аркылуу кернеу таасириге чыдамдуулук

Жакшы изоляциялык материалдар кенеттен көтөрүлгөн кернеу чабыттарын төзөт, анткени алардын диэлектрик бердиктиги жогору деп аталат. Бул негизинен материал кандай гана электр талаасынын басымын (киловольт миллиметрде өлчөнөт) төзөт, андан соң ал толугу менен бузулуп кетет. Көпчүлүк кеңири таралган материалдар, мисалы, шыны жана силикон резинасы, адатта 10–40 кВ/мм арасындагы кернеуну төзөт, бул жаңылыштыкка каршы атмосфералык аба — бардыгы 3 кВ/мм гана төзөт. Эгер кернеу бул чектерден төмөн болсо, кичинекей электр разряддары пайда болушу мүмкүн, бирок алар адатта проблемаларга алып келбейт. Бирок бул чектерден ашып кеткенде, иондор чексиз көбөйүп, материал толугу менен бузулгандын алдында тез арада бузулуш башталат. Ошондуктан инженерлер изоляциялык системаларды долбоорлоодо ар дайым кошумча коргоо чараларын камтыйт; адатта, материалдын чыдамдуулугунун жарымынан төмөн иштөөгө умтулат. Бул молния чаптыруу же электр тармагындагы термелүүлөр сыяктуу күтүлбөгөн окуялар үчүн орун таштайт. Ал эми материалдарга келсек, алардын сапасы да чоң мааниге ээ. Жалпы, беттерде кичинекей суу тамчылары, металл бөлүктөрү же чапсырттары болушу диэлектрик бердиктигин үчтөн эки бөлүгүнө чейин төмөндөтүп, изоляциянын жашы тезирээк өтүп, күтүлгөндөн мурун бузулушуна алып келет.

Жалындын бетте өтүшүнөн сактануу: жалындын бетте өтүшү, ластыктуулук жана гидрофобдук

Жалындын бетте өтүшүнүн аралыгын долбоорлоо: бетте жалындын өтүшүнүн жолун узартуу

«Крипаждык аралык» термини негизинен изолятордун бетинде ар кандай токтогон компоненттерди кошо турган эң кыска жолду билдирет. Инженерлер бул жолдорду долбоорлоодо жалган агымдардын пайда болушун токтотууга аракеттенет. Бул жолду узартуу аркылуу биз чынында беттин каршылыгын көтөрөбүз жана электр тогу ар кандай ластык катмарлары аркылуу узун жол өтүшү керек болгондуктан, потенциалдуу чаптыруулардын жылдамдыгын төмөндөтөбүз. IEC 60815 сыяктуу стандарттарды түзүүчү уюмдар белгилүү бир жердин ластыгына жараша минималдуу кабыл алынуучу аралыктарды белгилейт. Терең ребрлүү, тума сымал өзгөчө долбоорлор изолятордун беттин нааразылыгын жалпы гладкий беттерге салыштырганда 30–40 процентке чейин узартып чыгат. Диэлектрик изоляторлор океанга жакын станцияларда, анда туз бардык жерге таралат, крипаждык аралык талаптары көбүнчө 1 кВ үчүн 31 мм же андан жогору болот. Бул жаңылыктын жакшы иштешин камсыз кылат жана бирок тезис кичине калат.

Гидрофобдук беттер жана өткүрлүк түзүлгөн лай катмарларынын басылуу

Суу иттегичтик касиети изолятордун бетинде үзгүлтүсүз өткөрүүчү пленкалардын пайда болушун токтотот. Мисалы, силикон резинасынын бетинде суу иттегичтикти камсыз кылуучу энергиясы төмөн метил топтомдору бар, алар 90 градустан жогору контакт бурчтарын түзөт. Бул себептүү суу материалдын бетинде жайылып кетпей, тамчыларга айланат. Суу жайылбаганда, ластыргычтар да эрүп, электролиттик жолдор боюнча жылган эмес. Алар ордуна бөлүнгөн бөлүктөр катары калат жана электроддордун ортосунда байланыш түзбөйт. Полимер изоляторлору нымдуулук же ластыргычтар менен байланыштуу маселелерди чечүүдө традициялык фарфор материалдарына караганда анчалык жакшы иштейт. Кээ бир супер суу иттегичтик иштетүүлөрү 150 градустан жогору контакт бурчтарын сактайт. Жээктин жанындагы талаа сыноолору бул иштетүүлөрдүн ластыргычтардын себебинен пайда болгон искра түзүлүшүнүн рискисин жакында эки үчтөн бирге чейин азайтканын көрсөттү. Демек, гидрофобдук касиеттер молекулярдык деңгээлдээ жана изоляциянын эффективдүүлүгүн жогорулатууда физикалык конструкциялык жакшыртуулар менен бирге иштейт.

Изолятордун деградациясынын жолдору жана эрте кыртыш белгилери

Термалдык жашаруу, бөлүктүү разряддын таасири жана химиялык ластыруу

Изолятордун материалдары убакыт өткөн саңа бир нече байланышкан процесстер аркылуу бузулуга дуушар: жылуулук таасири, жарымчалык разряддан болгон износ жана беттерде химиялык чөгүндүлөр. Бул факторлор бардыгы изолятордун электр өзгөчөлүктөрүн начарлатууга таасир этет. Температура 80 градус Цельсийден жогору көтөрүлгөндө, материал тезирээк бузулуга дуушар. Ар бир кошумча 8–10 градуска температура көтөрүлгөндө полимер изолятордун иштөө мөөртү эки эсе кыскарайт, анткени молекулалар бөлүнүп, катуулашат. Жарымчалык разряд изоляциянын ичинде кичинекей каналдарды түзөт, ал жерде жергиликтүү чакан чачырануулар пайда болот. Туурасында, бул абалда жарымчалык разряд жабыктыкка төзүмдүүлүктү бир нече ай ичинде 70–90 процентке чейин төмөндөтүшү мүмкүн. Заводдордон чыккан сульфаттар, жээлдик аймактардан келген туз жана кислоталуу жамгыр суусу сыяктуу өнөржүзүлүк ластырмалар беттерде өткөрүүчү катмарларды түзөт, бул агымдын көбөйүшүнө жана кургак участкалар ортосунда коркунучтуу дуга пайда болууга алып келет. Алгачкы сигналдарга 500 микроАмперден жогору агымдар, беттерде карбондук издердин пайда болушу жана талаадан келген таңдай-таңдай сыңгылдашып турган звуктар кирет. Бул белгилерди узак убакыт бою баакылап турганда, талаанын бузулушуна чейин түзөтүү иштерин жүргүзүүгө болот — бул аймактарда нымдуулук же ластырмалар көп болгондо атап айтканда, бузулуш 5–10 эсе тезириээк болгондо өтө маанилүү.

Иштеп турган изоляторлордун надёждуулугун иштеп турган түрдө башкаруу

Компаниялар иштетүүнүн сенаттыгын алдын ала камсыз кылуу стратегияларын колдонгондо, алар күтүлбөгөн жабдуулардын бузулуштарында ичке төмөндөөлөрдү жана продукттун бардык өмүр цикли боюнча жалпы чыгымдарды азайтууну баамдайт. Бузулуштардын болуп калганынан кийин гана бөлүктөрдү алмаштырууга күтүүдөн баш тартуу означает инфракызыл сканерлерди жылыткан орундарды табуу үчүн, ультраүнсүз инструменттерди электр маселелерин табуу үчүн жана геоинформациялык системалар аркылуу ластык карталарын түзүү. PAS 55 стандарттарына ылайык иштетүү сенаттыгын системалык көзөмөлдөөнүн режимдерин түзүүгө жардам берет, анда техниктер айлык түрдө беттерди тозуу же трещиналардын белгилери үчүн текшерет жана изоляциялык материалдардын жумушта турганын камсыз кылуу үчүн чөйрөлүк тесттерди төрт айда бир жолу өткөрөт. ARC Advisory Group тарабынан 2022-жылы жасалган изилдөөлөрдүн негизинде, бул мамиле күтүлбөгөн токтотууларды жакында үч чөйрөгө чейин азайтат. Жабдуулар да узак убакыт иштейт, эгерде техникалык кызмат көрсөтүүнүн графиктери жалпы убакыт тартибине эмес, жабдуулардын чындыкта кандай иштеп жатканына ылайык келип турушса. Изоляторлор жөнүндөгү сенсордук маалыматтарды надеждностьга негизделген техникалык кызмат көрсөтүү системаларына киргизүү компоненттердин ар кайсысындагы агымдын бузулушу же температуранын өзгөрүшү жөнүндөгү насыялык өлчөөлөрдү көпкө тапшырмаларын түзүүгө мүмкүндүк берет. Объекттин башчылары жалган болжолдорго эмес, чындыкта кандай шарттарда турганына карап, түзөтүү иштерине дээрлик туташып калган учурларды так билүүгө мүмкүндүк алат.