Müxtəlif növ izolyatorların iş performansı baxımından fərqləri nələrdir?

İzolyator Növlərinin Material Tərkibi və Konstruktiv Dizaynı

Porcelain İzolyatorlar: Tərkibi və İstehsal Prosesi

Porcelain izolyatorlar dünyanın müxtəlif yerlərində yüksək gərginlikli ötürmə xətləri üçün standart avadanlıqlara çevrilmişdir. Bu ənənəvi izolyatorlarda adətən təxminən 40 faiz kaolin, 30 faiz kvarts və 30 faiz şpat qarışdırılaraq istifadə olunur. Təxminən 1400 dərəcə Selsi temperaturda bişirildikdə, bu materiallar 60 kilonütona qədər olan sıxılma təzyiqini dözə bilən bir-biri ilə birləşmiş alüminium silikat kristallarından ibarət keramik strukturu yaradır. Hamar şüşə örtük səthə toz və digər çirkabın yapışmasını maneə törədir ki, bu da porseleyn izolyatorların sənaye sahələrinə yaxın və ya çirklənmə səviyyəsinin yüksək olduğu magistral yollar boyu quraşdırıldıqda belə elə də etibarlı işləmələrinin səbəbidir. Lakin burada bir problem var. Belə izolyatorlar uzun ömürlü olsalar da, kifayət qədər güclü təsirə məruz qaldıqda çatlaya və ya parçalana bilər. 2023-cü il məlumatlarına əsasən, energetika sektorunda mövcud infrastrukturun təxminən üçdə ikisi hələ də porseleyn texnologiyasına əsaslanır, çünki zədələnmələr mühəndislərin idarə edə bildiyi proqnozlaşdırıla bilən üsullarla baş verir. Yenə də qeyd etmək lazımdır ki, porseleyn izolyatorların hər kilometr xətt üçün çəkisi 8-dən 15 kiloqrama qədər dəyişir və bu da onları yüngül materiallara üstünlük verən yeni ötürmə layihələri üçün çox ağır edir.

Şüşə İzolyatorlar: Quruluş və Öz-özünə Partlayış Xüsusiyyətləri

Sürətli soyutma yolu ilə temperlənmiş şüşə izolyatorlar səthlərində sıxılma gərginliyi yaratdığı üçün santimetrə 140 kV təşkil edən yüksək dielektrik möhkəmliyə çatır. Bu izolyatorları fərqləndirən onların təhlükəsizlik cihazı kimi işləməsidir. Bir şey səhv getsə və zədələnsələr, adi porcelanın aksinə, çatlamadan bütöv qismə-qismə parçalanırlar. 2024-cü ildə EPRI tərəfindən aparılan son araşdırmalara görə, bu xüsusiyyət təhlükəli qövs keçidlərini təxminən 93 faiz azaldır. Temperlənmiş şüşənin şəffaflığı texniklərin problemi vizual olaraq yoxlamasına imkan verir, lakin bunun bir mənfi cəhəti var. Şam, toz həmişə onlara qarşı üfürülən səhra bölgələrində uzun müddət durduqdan sonra bu izolyatorların səthində kiçik çuxurlar meydana çıxmağa başlayır. Zaman keçdikcə bu, keramik nümunələrlə müqayisədə təxminən 17 faiz daha yüksək olan sızıntı cərəyanlarının artmasına səbəb olur.

Kompozit İzolyatorlar: Silikon Kauçuk və Epoksi Rezin Mərkəzi Texnologiya

Kompozit izolyatorlarda adətən silikon kauçuk və ya EPDM lövhələr liflə gücləndirilmiş epoksi ürəyə birləşdirilir. Bu dizaynlar ənənəvi keramik analoqlarla müqayisədə çəkini təxminən yarısı qədər azaldır. Özü mərkəz gərginlik qüvvələrini 120 kilonütvondan xeyli artıq səviyyədə dözür və nasazlıqdan əvvəl təxminən 15 dərəcə hərəkət imkanı verir ki, bu da onları zəlzələyə meylli bölgələr üçün xüsusi ilə uyğun edir. İstehsalçılar ultrabənövşəyi qorunma imkanlarını artırmaq üçün formulalarına kiçik mikrokürə hissəcikləri daxil etməyə başlayıblar. Sahə testləri göstərir ki, bu modifikasiya edilmiş növlər ağır şəraitdə ən azı 25 il su itirmə xassəsini saxlayır. Bununla belə, müxtəlif brendlərin elektrik izləmə zədələnməsinə qarşı müqavimətində hələ də əhəmiyyətli fərqlər mövcuddur. Buna görə də, IEC 61109 tövsiyələrinə məhsul seçimi prosesində mütləq əməl etmək lazımdır.

Materialların Üstünlüklərinin və Məhdudiyyətlərinin Müqayisəli Şəkildə Təqdimatı

Bu material iyerarxiyası optimal seçimə yönəldir: statik, yüksək yüklü tətbiqlər üçün porcelan; korroziyaya meylli sahil şəbəkələri üçün temperli şüşə; çəkisi həssas və ya güclü çirklənmiş mühitlər üçün isə kompozitlər.

Gərginlik Səviyyələri və Təbii Şərait Şəraitində Elektrik Performansı

Yüksək Gərginlik Tətbiqlərində Dielektrik Müqaviməti və İnzibati İzolyasiya

Dielektrik möhkəmlik baxımından porcelan izolyatorlar 50 kV/mm ilə rəqiblərini dolux geridə qoyur. Mübadiləli şüşə təxminən 40 kV/mm nəticəsi ilə yaxınlarda gəlir, kompozit materiallar isə təxminən 35 kV/mm ilə daha arxada qalır. Buna görə də porcelan 800 kV-dən çox olan ultra yüksək gərginlik sistemləri ilə işləyənlər üçün ən çox istifadə olunan seçimdir. Sirlərindən biri, gərginliyin aniden artması halında hissəvi boşalmaların meydana çıxmasını səmərəli şəkildə minimuma endirən alümina baxımından zəngin tərkibidir. Əksər sənaye təlimatları faktiki iş şəraitinə əsasən lazım olan dəyərin üzərində 15%-dən 20%-ə qədər təhlükəsizlik ehtiyatı saxlanılmasını tələb edir. Bu, 2023-cü ilin ən son IEEE standartı 1313.2-də göstərildiyi kimi, avadanlığın real elektrik yüklərinə qarşı qorunmasını təmin edən düzgün izolyasiya koordinasiyasını yaradır.

Aşırı gərginlik: Təmiz və Çirkin Şəraitdə Səth Şəraiti

2024-cü ildə Scientific Reports tərəfindən dərc edilmiş son bir araşdırma göstərir ki, çirklənmə hər növ izolyator üçün partlayış gərginliyini təxminən 40 ilə 60 faiz arasında azaldır. Vəziyyət pis olduqda, kompozit izolyatorlar təmiz vəziyyətdəki performanslarının təxminən 85%-ni saxlayır ki, bu da ənənəvi variantlardan xeyli yaxşıdır. Porcelain yalnız təxminən 55% saxlayır, şüşə isə təxminən 60% səviyyəsindədir. Duzlu duman testləri də maraqlı nəticələr göstərir. Bu kompozit materiallar partlayış baş verməzdən əvvəl kvadrat santimetrə 0,25 mq qədər çöküntüləri dözə bilir. Bu da onları duzlu hava hər yeri əhatə edən sahillik bölgələr üçün xüsusilə yaxşı seçim edir.

Aşağıdan Ultra Yüksək Gərginliyə Qədər Performans: İnzibat Növünə Göra Uyğunluq

Bu uyğunlaşma, işlək etibarlılığı təmin etmək üçün materiala xas üstünlüklərdən istifadə edərkən standart gərginlik təsnifatlarını əks etdirir.

Elektrik Sahəsinin Paylanması və Xarici Açığın Keçmə Mexanizmləri

Kompozit izolyatorlar daxil edilmiş səviyyələndirmə halqaları vasitəsilə elektrik sahə gradientini 30–40% azaldır və 765 kV-dan yuxarı gərginliklərdə korona boşalma riskini minimuma endirir. Sonlu element analizi göstərir ki, şamota izolyatorlar yaş şəraitdə 12–15 kV/sm səth gradienti inkişaf etdirir — silikon rezinə nisbətən 20% yüksəkdir — bu da fırtınalar zamanı xarici açığın keçməyə meylliliyini artırır.

Müzakirə: Kompozit İzolyatorlar Ultra Yüksək Gərginlikdə Daha Etibarlıdırlar?

Kompozitlər 69-dan 230 kV sistemlərinə qədər hər yerdə istifadə olunur, lakin 900 kV-dan yuxarı olan ultra yüksək gərginlik qurğularına gəldikdə, kompozitlər əslində köhnə porselindən təxminən 18% tez-tez sıradan çıxır. Problem isidildikdə müxtəlif materialların necə genişləndiyinə bağlıdır. Xüsusilə yükləmə və boşaltma dövrlərindən sonra silikon örtüklər uzun müddət ərzində şüşə lifli nüvələrlə uyğunlaşa bilmir. Bu məsələ keçən ilin CIGRE Şəbəkə Davamlılığı Hesabatında xüsusi diqqət çəkdi. Kompozitlər daha yüngül olması və çirklənməyə qarşı daha yaxşı müqavimət göstərməsi baxımından üstünlük əldə etsə də, bu gizli çatışmazlıqlar onların ən çətin yüksək gərginlik şəraitində uzun müddət dayanıqlı olmasının qarşısını alır.

Mexaniki Möhkəmlik, Dayanıqlılıq və Quraşdırma Nəzərdən Keçirilmələri

Materiallar Üzrə Gərilmə və Sıxılma Yükünə Müqavimət

Porcelain sıxılma zamanı çox yaxşı işləyir və 300-dən 400 MPa-a qədər təzyiqi dözür, lakin ümumiyyətlə gərginliyi pis dözmür. Çekmə möhkəmliyindəki bu zəiflik səbəbindən porcelan komponentləri üzrə yükü düzgün ötürmək üçün metal armaturaya ehtiyac duyulur. Lakin kompozit izolyatorlar fərqli bir yanaşma tətbiq edirlər. Onlarda 100 kN-dən artıq çekmə qüvvəsinə dözə bilən şüşə lifli nüvələr var. Bundan əlavə, lazım olduqda bir qədər əyilir ki, bu da onları yüklərin daim dəyişdiyi hallar üçün daha uyğun edir. Şüşə isə orta həddə yer alır. İstehsalat zamanı xüsusi qaydada qızdırılıb soyudulduğu üçün 200-250 MPa təzyiq altında daimi zədə almamaqla yaxşı müqavimət göstərir. Bu, hamının bildiyi möhkəm xarici təbəqənin yaranmasına səbəb olur.

Sintetik İzolyatorların Çəkisi, Təchizatı və Quraşdırılması Üstünlükləri

Polimer əsaslı izolyatorlar keramiklərlə müqayisədə konstruktiv çəkini 60-80% azaldır, bu da bir işçi tərəfindən asanlıqla daşınmasını və qurağın daha tez quraşdırılmasını imkan verir. Modul konstruksiya şəffaf komponentləri, məsələn, sement birləşmələri kimi həssas detalların istifadəsini aradan qaldırır və sahə sınaqlarında yerində montaj müddətini 40% qədər azaldır.

Mexaniki gərginlik şəraitində tipik nasazlıq növləri

Əsas mexaniki nasazlıq mexanizmlərinə aşağıdakılar daxildir:

• Çatlaqların yayılması qeyri-düzgün quraşdırma zamanı burulma gərginliyinin təsiri ilə şüşə və ya porcelanda yaranan nasazlıqlar
• Çərçivənin qırılganlığı aşırı soyuq (-40°C) təsirinə məruz qalmış köhnəlmiş kompozit bloklarda
• İnterfeys korroziyası metalla polimer arasında birləşmə yerlərində, sahil zonalarında mexaniki nasazlıqların 34%-ni təşkil edir (2023-cü il Mexaniki Mühəndislik Hesabatı)

Sərt iş şəraitində uzunmüddətli konstruktiv sabitlik

Səhra şəraitində qum aşınması ildə 0,1–0,3 mm həcmində porcelan glazurasını aşındırır. Turşu yağışları kimyəvi udma səbəbi ilə şüşənin çatlaması riskini 18% artırır. Əksinə, silikon rezin kompozitləri sahil duman zonalarında 15 il sonra hidrofobluğunu 85% saxlayır və IEC 62217 sürətləndirilmiş yaşlanma testlərində üstün möhkəmlik nümayiş etdirir.

İzolyatorların Performansına Təsir Edən Çirklənməyə Qarşı Müqavimət və Ekoloji Faktorlar

Sızıntı Cərəyanının İnkişafı və Çirklənmə Şartlarında Partlayış Mexanizmləri

2023-cü ilin Enerji Sistemləri Tədqiqatına görə, sahillər boyu enerji şəbəkəsində baş verən qəzaların təxminən 38%-i həqiqətən də çirklənmə səbəbindən yaranır. Duz, toz və sənaye kirinin avadanlıq səthlərində birikməsi elektrik cərəyanının lazımi yerlərdə qalması əvəzinə sızmasına imkan verən keçidlər yaradır. Bu da hamımızın bildiyi təhlükəli arka hadisələrin baş verməsinə səbəb olur. Bu problem xüsusilə porşelan izolyatorlara daha ağır təsir edir - bu şəraitdə onların dielektrik möhkəmliyi kompozit olanlara nisbətən 14% ilə təxminən 30% qədər daha pis düşür. Mühəndislər istehsal zamanı duzun neçə qədər birikdiyini tənzimləməyin böyük fərq yarada biləcəyini müəyyən etmişlər. Tədqiqatlar göstərir ki, duz birikmə sıxlığı nisbətlərini tənzimləmək parlamalara qarşı müdafiəni təxminən 26% artırır və bu da sahil yaxınlığındakı icmalar üçün gözlənilmədən elektrik itkilərinin sayını azaldır.

Sahil, Sənaye və Çöl Şəraitində İş Performansı

Porcelain izolyatorlar duzun hər yerdə nüfuz etdiyi və korroziya problemlərinə səbəb olduğu sahillik zonalarında silikon rezindən üç dəfə tez dağılır. Səhra bölgələrində vəziyyət fərqlidir, lakin şüşə səthlər üçün yenə də pisdir. Kəskin küləklər və toz aşınma prosesini təcilləndirir ki, bu da səthin zamanla qalxanması nəticəsində təhlükəli korona boşalmalarına səbəb olur. Sənaye çirklənməsi baxımından xüsusilə problemli olan kükürd dioksid (SO2) avadanlıqlar üzərində keçirici turşu filmi yaradır. Bu şəraitdə məruz qalındıqda silikon kompozit materialların təxminən 92% orijinal gərginlik müqavimət qabiliyyətini saxladığına, ənənəvi porcelainin isə təxminən 74%-ni saxlaya bildiyinə görə faktiki performans rəqəmlərinə baxmaq maraqlı bir şey göstərir. Bu, zavodlar və ya digər çirkləndirici mənbələr yaxınlığında işləyən enerji sistemləri üçün etibarlılıqda böyük fərq yaradır.

Ultrabənövşəyi Təsir, Yaşlanma və Daxildə və Xaricdə Aşınma Təsirləri

Açıq hava şəraitinə məruz qalma müxtəlif parçalanma sürətlərinə səbəb olur:

Qapalı mekan quraşdırılmaları UV zədələnməsindən qaçınsa da, nəmli, qapalı mühitlərdə hissəvi boşalma eroziyasına qarşı həssasdır.

Tədqiqat Nümunəsi: Sahil Bölgələrində Porcelain İzolyatorların Xarab olması

Üçillik şəbəkə analizi sahil xəttinin 2 km daxilində baş verən porcelain izolyatorların xarab olmasının 63%-ni təşkil etdiyini göstərdi. Xarablıqdan sonra keçirilən yoxlamalar aşkar etdi ki:

• Sement birləşmələrində duz kristalları (halların 82%-də)
• Korona ilə induksiya olunmuş şüşənin keyfiyyətinin pisləşməsi (67%)
• kimyəvi korroziya səbəbindən mexaniki möhkəmliyin 40% itirilməsi

Bu sahələrdə kompozit izolyatorlara keçid, 18 ay ərzində fəsadların tezliyini 58% azaltdı.

Əsirləşmə, Təmir və Uzunmüddətli İş Etmə Etibarlılığı

Porcelain, Şüşə və Kompozit İzolyatorlarda Keyfiyyətin Pisləşmə Mexanizmləri

Porcelain izolyatorlar hissəvi boşalma nəticəsində səth eroziyasına məruz qalır, duz kontaminasiyası isə 15 ildən sonra dielektrik möhkəmliyini 30% azaldır (IEEE Hesabatı 2023). Şüşə blokları nəmli mühitdə gərginlik korroziya çatlamasına meyllidir, kompozitlər isə ultrabənövşəyi şüaların sərtləşdirməsi və silikon rezinin oksidləşmə yaşlanmasi yolu ilə keyfiyyətini itirir.

Termal Sikllanmanın Keramik İzolyatorların Ömrünə Təsiri

-40°C və 50°C arasında təkrarlanan temperatur dalğalanmaları keramik izolyatorlarda yığılımlı gərginlik yaradır. Tədqiqatlar göstərir ki, bu, sabit şəraitlə müqayisədə mikroçatışmaların meydana gəlməsini 2,7% qədər artırır (CIGRE Tədqiqatı 2021), bu da struktur bütövlüyünü zəiflədir və buzlanma hadisələri zamanı çatlamalara səbəb olur.

Silikon rezin örtüklərdə hidrofobluğun itirilməsi və bərpası

Çirklənmə kompozit izolyatorlarda hidrofobluğun müvəqqəti olaraq azalmasına səbəb olur və duz dumanına məruz qalma 18 ay ərzində su ilə təmas bucağını 120°-dən 60°-yə qədər endirir. Lakin silikon rezinin avtobərpa xüsusiyyəti var: quru şəraitdə polimer zəncirlərinin köçməsi sayəsində 72 saat ərzində hidrofob performansın 85%-i bərpa olunur (EPRI Nəticələri 2022).

Xidmət ömrünü maksimuma çatdırmaq üçün texniki xidmət strategiyaları

Effektiv texniki xidmət hər 24 ayda bir infraqırmızı termoqrafik tədqiqatlar keçirməyi, burunqlar üçün ildə bir dəfə həll olmuş qaz analizini və təmizləmə cədvəlinin optimallaşdırılması üçün çirklənmənin şiddətinin xəritələşdirilməsini nəzərdə tutur. Proqnozlaşdıran strukturlardan istifadə edən şəbəkələr ənənəvi zamana əsaslanan texniki xidmətə nisbətən (NERC Məlumatları 2023) 40% az fəvqəladə halla və 22% daha uzun xidmət müddəti ilə işləyirlər.

عمومی سواللار بؤلومو

Porcelain izolyatorların əsas üstünlüyü nədir?

Porcelain izolyatorlar müasir alternativlərə nisbətən daha ağır olmalarına baxmayaraq, hamar glazuralı səthləri sayəsində çirkin mühitlərdə belə etibarlı şəkildə işləyir.

Niyə temperli şüşə izolyatorlar daha təhlükəsiz hesab olunur?

Temperli şüşə izolyatorlar zədələndikdə tamamilə parçalanmağa təyin edilmişdir ki, bu da təhlükəli elektrik qövsünün yaranma ehtimalını əhəmiyyətli dərəcədə azaldır.

Kompozit izolyatorları zəlzələ zonalarına uyğun edən nədir?

Kompozit izolyatorlar böyük gərginlikləri öz üzərinə götürə bilir və hərəkətə imkan verir ki, bu da onları zəlzələ nəticəsində mexaniki yüklərin dəyişdiyi yerlərdə effektiv edir.

Çirkləndirmə və UV təsirləri müxtəlif izolyatorların dayanıqlığına necə təsir edir?

Çirkləndirmə və UV təsiri izolyatorlarda müxtəlif dərəcədə degradasiyaya səbəb ola bilər və birləşməli materiallar tez-tez çevrə şəraitinə qarşı daha yaxşı müqavimət göstərir.