ตัวนำประเภทต่างๆ แตกต่างกันอย่างไรในด้านประสิทธิภาพ

องค์ประกอบวัสดุและการออกแบบโครงสร้างของชนิดฉนวน

ฉนวนเซรามิก: องค์ประกอบและกระบวนการผลิต

ฉนวนพอร์ซเลนได้กลายเป็นอุปกรณ์มาตรฐานที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในสายส่งไฟฟ้าแรงสูงทั่วโลก ฉนวนชนิดดั้งเดิมนี้โดยทั่วไปมีส่วนประกอบประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์ของเคลย์ (kaolin), 30 เปอร์เซ็นต์ของควอตซ์ และอีก 30 เปอร์เซ็นต์ของเฟลด์สปาร์ ซึ่งถูกผสมรวมกัน เมื่อนำวัสดุเหล่านี้เผาที่อุณหภูมิประมาณ 1,400 องศาเซลเซียส วัสดุจะกลายเป็นโครงสร้างเซรามิกที่ประกอบด้วยผลึกอลูมิเนียมซิลิเกตที่ประสานกันแน่นหนา ซึ่งสามารถทนต่อแรงอัดได้สูงถึง 60 กิโลนิวตัน พื้นผิวเคลือบด้วยแก้วใสเรียบช่วยป้องกันไม่ให้ฝุ่นและมลพิษอื่นๆ จับตัวอยู่บนผิว ทำให้ฉนวนพอร์ซเลนมีความน่าเชื่อถือสูงแม้จะติดตั้งใกล้พื้นที่อุตสาหกรรมหรือตามทางหลวงที่มีระดับมลพิษค่อนข้างสูง อย่างไรก็ตาม มีข้อเสียอยู่ประการหนึ่ง แม้ฉนวนเหล่านี้จะมีอายุการใช้งานยาวนาน แต่ก็มีแนวโน้มที่จะแตกร้าวหรือแตกหักได้หากถูกกระแทกด้วยแรงที่เพียงพอ ตามข้อมูลล่าสุดจากภาคพลังงานในปี 2023 พบว่าโครงข่ายพื้นฐานประมาณสองในสามของทั้งหมดยังคงใช้เทคโนโลยีฉนวนพอร์ซเลน เนื่องจากการชำรุดเกิดขึ้นในลักษณะที่คาดเดาได้ ซึ่งวิศวกรรู้วิธีจัดการ อย่างไรก็ตาม ข้อเท็จจริงก็ยังคงอยู่ว่า ฉนวนพอร์ซเลนมีน้ำหนักระหว่างแปดถึงสิบห้ากิโลกรัมต่อกิโลเมตรของสาย ทำให้มีน้ำหนักมากเกินไปสำหรับโครงการส่งไฟฟ้าใหม่ๆ จำนวนมากที่ให้ความสำคัญกับวัสดุที่เบากว่า

ฉนวนแก้วเทมเปอร์: โครงสร้างและลักษณะการระเบิดด้วยตัวเอง

ฉนวนแก้วที่ผ่านกระบวนการเทมเปอร์ด้วยการเย็นตัวอย่างรวดเร็ว จะมีความแข็งแรงต่อแรงดันไฟฟ้าสูงถึงประมาณ 140 กิโลโวลต์ต่อเซนติเมตร เนื่องจากกระบวนการนี้ทำให้เกิดแรงอัดบนพื้นผิวของวัสดุ สิ่งที่ทำให้ฉนวนประเภทนี้โดดเด่นคือการทำงานเหมือนอุปกรณ์เพื่อความปลอดภัย เมื่อเกิดข้อผิดพลาดหรือได้รับความเสียหาย ฉนวนจะแตกกระจายทั้งหมดแทนที่จะแตกร้าวเหมือนฉนวนพอร์ซเลนทั่วไป ซึ่งจากการศึกษาล่าสุดของ EPRI ในปี 2024 ระบุว่า วิธีนี้ช่วยลดเหตุการณ์อาร์กไฟฟ้าอันตรายลงได้ประมาณ 93 เปอร์เซ็นต์ ลักษณะโปร่งใสของแก้วเทมเปอร์ทำให้ช่างเทคนิคสามารถตรวจสอบปัญหาได้ด้วยตาเปล่า อย่างไรก็ตาม มีข้อเสียอยู่ประการหนึ่ง คือ เมื่อฉนวนถูกติดตั้งในพื้นที่ทะเลทรายที่มีทรายและฝุ่นพัดปลิวกระทบอยู่ตลอดเวลา พื้นผิวของฉนวนจะเริ่มเกิดหลุมเล็กๆ ขึ้นมา และเมื่อเวลาผ่านไป สิ่งนี้จะทำให้กระแสรั่วเพิ่มขึ้นประมาณ 17 เปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับตัวเลือกเซรามิก

ฉนวนคอมโพสิต: เทคโนโลยีแกนยางซิลิโคนและเรซินอีพอกซี่

ฉนวนคอมโพสิตโดยทั่วไปจะมีแผ่นครอบจากยางซิลิโคนหรือ EPDM ติดอยู่กับแกนอีพอกซี่ที่เสริมด้วยไฟเบอร์ โครงสร้างเหล่านี้ช่วยลดน้ำหนักลงได้ประมาณครึ่งหนึ่งเมื่อเทียบกับฉนวนเซรามิกแบบดั้งเดิม ตัวแกนสามารถรับแรงดึงได้เกินกว่า 120 กิโลนิวตัน และรองรับการเคลื่อนตัวได้ประมาณ 15 องศา ก่อนเกิดความเสียหาย ทำให้ฉนวนประเภทนี้เหมาะเป็นพิเศษสำหรับพื้นที่ที่เสี่ยงต่อแผ่นดินไหว ผู้ผลิตเริ่มนำไมโครสเฟียร์ขนาดเล็กมากมาผสมในสูตรเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการป้องกันรังสี UV การทดสอบภาคสนามแสดงให้เห็นว่า รุ่นที่ปรับปรุงแล้วสามารถคงคุณสมบัติในการสะท้อนน้ำได้นานอย่างน้อย 25 ปีภายใต้สภาวะที่รุนแรง อย่างไรก็ตาม ยังคงมีความแตกต่างกันอย่างมากในด้านความสามารถของแบรนด์ต่างๆ ในการต้านทานความเสียหายจากการติดตามทางไฟฟ้า (electrical tracking) ด้วยเหตุนี้ การปฏิบัติตามแนวทาง IEC 61109 จึงมีความจำเป็นอย่างยิ่งในกระบวนการคัดเลือกผลิตภัณฑ์

ภาพรวมเปรียบเทียบข้อดีและข้อจำกัดของวัสดุ

ลำดับชั้นของวัสดุนี้ช่วยแนะนำการเลือกใช้วัสดุอย่างเหมาะสม: เซรามิกพอร์ซเลนสำหรับงานที่ต้องรับแรงกดสูงและไม่เคลื่อนไหว; กระจกเทมเปอร์สำหรับโครงข่ายไฟฟ้าในพื้นที่ชายฝั่งที่เสี่ยงต่อการกัดกร่อน; และวัสดุคอมโพสิตสำหรับสภาพแวดล้อมที่ต้องคำนึงน้ำหนักหรือมีมลพิษหนัก

สมรรถนะทางไฟฟ้าในระดับแรงดันต่างๆ และภายใต้สภาวะแวดล้อมต่างๆ

ความแข็งแรงของฉนวนและการประสานฉนวนในแอปพลิเคชันแรงดันสูง

เมื่อพูดถึงความต้านทานการรั่วของกระแสไฟฟ้า ฉนวนพอร์ซเลนจะเหนือกว่าผลิตภัณฑ์อื่นๆ อย่างชัดเจนด้วยค่าความสามารถสูงถึง 50 กิโลโวลต์ต่อ миллиเมตร เทมเปอร์กลาสตามมาอย่างใกล้ชิดที่ประมาณ 40 กิโลโวลต์ต่อ миллиเมตร ในขณะที่วัสดุคอมโพสิตตามหลังกว่าที่ประมาณ 35 กิโลโวลต์ต่อ миллиเมตร ด้วยเหตุนี้ พอร์ซเลนจึงยังคงเป็นทางเลือกอันดับแรกสำหรับผู้ที่ทำงานกับระบบแรงดันสูงพิเศษที่เกินระดับ 800 กิโลโวลต์ ความลับอยู่ที่องค์ประกอบของมัน ซึ่งมีเนื้ออลูมินาสูง ทำให้สามารถลดปรากฏการณ์การปล่อยประจุบางส่วนได้อย่างมีประสิทธิภาพเมื่อเผชิญกับแรงดันไฟฟ้ากระชากอย่างฉับพลัน แนวทางปฏิบัติในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่กำหนดให้ต้องคงระยะปลอดภัย (safety buffer) ไว้ระหว่าง 15% ถึง 20% สูงกว่าค่าที่จำเป็นตามเงื่อนไขการใช้งานจริง สิ่งนี้ช่วยสร้างการประสานงานฉนวน (insulation coordination) ที่เหมาะสม ตามที่ระบุไว้ในมาตรฐาน IEEE 1313.2 ฉบับปี 2023 เพื่อให้มั่นใจว่าอุปกรณ์จะได้รับการปกป้องภายใต้สภาวะความเครียดทางไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจริง

แรงดันแฟลชโอเวอร์: สภาพพื้นผิวที่สะอาด เทียบกับสภาพพื้นผิวที่ปนเปื้อน

การศึกษาเมื่อเร็วๆ นี้ที่ตีพิมพ์ใน Scientific Reports เมื่อปี 2024 พบว่ามลพิษสามารถลดแรงดันฟลัชโอเวอร์ลงได้ระหว่าง 40 ถึง 60 เปอร์เซ็นต์ สำหรับฉนวนเกือบทุกประเภท เมื่อฉนวนสกปรก ฉนวนคอมโพสิตยังคงประสิทธิภาพประมาณ 85% เมื่อเทียบกับตอนที่สะอาด ซึ่งดีกว่าทางเลือกแบบดั้งเดิมมาก เซรามิกธรรมดาสามารถรักษาได้เพียงประมาณ 55% ในขณะที่แก้วอยู่ที่ประมาณ 60% การทดสอบด้วยหมอกเกลือยังแสดงผลที่น่าสนใจอีกด้วย วัสดุคอมโพสิตเหล่านี้สามารถทนต่อการสะสมของสิ่งสกปรกได้หนาถึง 0.25 มิลลิกรัมต่อตารางเซนติเมตร ก่อนที่จะเกิดฟลัชโอเวอร์ ทำให้วัสดุเหล่านี้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับพื้นที่ใกล้ชายฝั่ง ที่อากาศเค็มเข้ามาสะสมอยู่ตลอดเวลา

ประสิทธิภาพจากแรงดันต่ำถึงแรงดันสูงมาก: ความเหมาะสมตามประเภทของฉนวน

การจัดเรียงนี้สอดคล้องกับการจำแนกแรงดันไฟฟ้ามาตรฐาน พร้อมทั้งใช้ประโยชน์จากข้อได้เปรียบเฉพาะของวัสดุเพื่อความน่าเชื่อถือในการทำงาน

การกระจายสนามไฟฟ้าและกลไกการเกิดอาร์กไฟฟ้าภายนอก

ฉนวนคอมโพสิตช่วยลดเกรเดียนต์สนามไฟฟ้าลง 30–40% โดยใช้วงแหวนจัดระดับแบบบูรณาการ ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงของการเกิดโคโรน่าไดส์ชาร์จที่แรงดันไฟฟ้าเกิน 765 กิโลโวลต์ การวิเคราะห์ด้วยวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์แสดงให้เห็นว่า ฉนวนพอร์ซเลนเกิดเกรเดียนต์ผิว 12–15 กิโลโวลต์/เซนติเมตรในสภาวะเปียก ซึ่งสูงกว่าฉนวนยางซิลิโคนประมาณ 20% ทำให้มีแนวโน้มเกิดการอาร์กไฟฟ้าภายนอกได้ง่ายขึ้นในช่วงพายุฝน

อภิปราย: ฉนวนคอมโพสิตมีความน่าเชื่อถือมากกว่าหรือไม่เมื่อใช้งานที่แรงดันไฟฟ้าสูงมาก?

คอมโพสิตมีอยู่ทั่วไปในระบบตั้งแต่ 69 ถึง 230 กิโลโวลต์ แต่เมื่อพิจารณาในระบบที่มีแรงดันสูงเป็นพิเศษเกิน 900 กิโลโวลต์ คอมโพสิตจะเกิดความล้มเหลวบ่อยกว่าพอร์ซเลนแบบดั้งเดิมประมาณ 18% ปัญหานี้เกิดจากพฤติกรรมการขยายตัวของวัสดุต่างชนิดกันเมื่อได้รับความร้อน ชั้นหุ้มซิลิโคนไม่สามารถทำงานร่วมกับแกนไฟเบอร์กลาสได้ดีตามกาลเวลา โดยเฉพาะหลังจากการใช้งานที่มีรอบการจ่ายและหยุดจ่ายพลังงานหลายครั้ง ประเด็นนี้กลายเป็นที่จับตามองอย่างมากจากรายงาน CIGRE Grid Resilience Report เมื่อปีที่แล้ว แม้ว่าคอมโพสิตจะมีข้อได้เปรียบเรื่องน้ำหนักเบาและการทนต่มลภาวะได้ดีกว่า แต่ข้อบกพร่องแฝงเหล่านี้ทำให้คอมโพสิตมีปัญหาในการคงความทนทานในสภาพแรงดันสูงที่รุนแรงที่สุดในระยะยาว

ความแข็งแรงเชิงกล ความทนทาน และข้อพิจารณาในการติดตั้ง

ความสามารถต้านทานแรงดึงและแรงอัดข้ามวัสดุต่างๆ

พอร์ซเลนทำงานได้ดีมากเมื่อถูกบีบอัด โดยสามารถรองรับแรงดันได้ระหว่าง 300 ถึง 400 เมกะพาสคัล แต่ไม่ทนต่อแรงดึงเลย เนื่องจากข้ออ่อนในด้านความต้านทานแรงดึงนี้ เราจึงจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์โลหะเพื่อถ่ายโอนแรงที่กระทำผ่านชิ้นส่วนพอร์ซเลนอย่างเหมาะสม อย่างไรก็ตาม ฉนวนคอมโพสิตใช้วิธีการที่แตกต่างออกไป โดยมีแกนไฟเบอร์กลาสที่สามารถทนต่อแรงดึงได้มากกว่า 100 กิโลนิวตัน นอกจากนี้ยังสามารถงอได้เล็กน้อยเมื่อจำเป็น ทำให้เหมาะกับสถานการณ์ที่มีการเปลี่ยนแปลงของแรงกระทำอยู่ตลอดเวลา กระจกเทมเปอร์มีคุณสมบัติอยู่ระหว่างกลาง มันสามารถทนต่อแรงบีบอัดได้ดีที่ประมาณ 200-250 เมกะพาสคัล โดยไม่เกิดความเสียหายถาวร สิ่งนี้เกิดขึ้นเพราะกระจกถูกให้ความร้อนแล้วทำให้เย็นลงด้วยวิธีพิเศษในระหว่างกระบวนการผลิต จึงสร้างชั้นผิวนอกที่แข็งแกร่งซึ่งทุกคนรู้จักกันดี

น้ำหนัก การจัดการ และข้อดีในการติดตั้งของฉนวนสังเคราะห์

ฉนวนที่ทำจากพอลิเมอร์ช่วยลดน้ำหนักโครงสร้างลง 60–80% เมื่อเทียบกับเซรามิก ทำให้สามารถขนย้ายและติดตั้งหอคอยได้โดยคนงานเพียงคนเดียว และช่วยเร่งความเร็วในการติดตั้ง โดยการสร้างแบบมอดูลาร์ช่วยขจัดชิ้นส่วนเปราะบาง เช่น ซีเมนต์ยึดผนึก ซึ่งจากการทดลองภาคสนามพบว่าสามารถลดเวลาการประกอบในสถานที่จริงได้ถึง 40%

รูปแบบความล้มเหลวทั่วไปภายใต้แรงเครียดทางกล

กลไกความล้มเหลวทางกลหลัก ได้แก่:

• การขยายตัวของรอยแตกร้าว ในกระจกหรือพอร์ซเลนภายใต้แรงบิดขณะติดตั้งอย่างไม่เหมาะสม
• แกนเปราะ ในหน่วยคอมโพสิตที่เสื่อมสภาพจากอุณหภูมิหนาวจัด (-40°C)
• การกัดกร่อนที่ผิวสัมผัส ที่ข้อต่อระหว่างโลหะกับพอลิเมอร์ ซึ่งเป็นสาเหตุของความล้มเหลวทางกล 34% ในพื้นที่ชายฝั่ง (รายงานวิศวกรรมเครื่องกล ปี ค.ศ. 2023)

ความมั่นคงแข็งแรงของโครงสร้างในระยะยาวภายใต้สภาพแวดล้อมการทำงานที่รุนแรง

ในสภาพแวดล้อมทะเลทราย การกัดกร่อนจากทรายทำให้เคลือบพอร์ซเลนสึกหรอปีละ 0.1–0.3 มม. ฝนกรดเพิ่มความเสี่ยงการแตกร้าวของกระจกถึง 18% เนื่องจากการกัดเซาะทางเคมี ในทางตรงกันข้าม คอมโพสิตยางซิลิโคนยังคงคุณสมบัติทนน้ำได้ 85% หลังใช้งานมาแล้ว 15 ปีในพื้นที่หมอกควันชายฝั่ง แสดงให้เห็นถึงความทนทานที่เหนือกว่าในการทดสอบการเสื่อมสภาพเร่งรัดตามมาตรฐาน IEC 62217

ความสามารถต้านทานมลพิษและผลกระทบจากสิ่งแวดล้อมต่อประสิทธิภาพของฉนวน

กลไกการพัฒนาของกระแสรั่วและการเกิดอาร์กไฟฟ้าจากมลพิษ

ประมาณ 38% ของการขัดข้องของระบบสายส่งไฟฟ้าตามแนวชายฝั่งเกิดจากมลพิษ ตามรายงานการวิจัยระบบพลังงานในปี 2023 เมื่อเกลือสะสมร่วมกับฝุ่นและคราบสกปรกจากอุตสาหกรรมบนพื้นผิวของอุปกรณ์ จะทำให้เกิดเส้นทางที่ไฟฟ้ารั่วไหลออกไปแทนที่จะอยู่ในตำแหน่งที่ควรจะเป็น ส่งผลให้เกิดปรากฏการณ์การอาร์คที่อันตรายซึ่งเราทุกคนรู้จักกันดี ปัญหานี้ส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อฉนวนเซรามิกโดยเฉพาะ — ความสามารถในการทนต่อแรงดันไฟฟ้า (dielectric strength) ลดลงระหว่าง 14 ถึงเกือบ 30 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับฉนวนแบบคอมโพสิตเมื่อสัมผัสกับสภาพแวดล้อมดังกล่าว อย่างไรก็ตาม วิศวกรพบว่า การปรับเปลี่ยนปริมาณเกลือที่สะสมในระหว่างกระบวนการผลิตสามารถสร้างความแตกต่างได้อย่างมาก การศึกษาแสดงให้เห็นว่า การปรับอัตราส่วนความหนาแน่นของคราบเกลือสามารถเพิ่มการป้องกันการเกิดแฟลชโอเวอร์ได้ประมาณ 26% ซึ่งหมายความว่า ชุมชนใกล้ชายฝั่งจะประสบกับไฟฟ้าดับโดยไม่คาดคิดน้อยลง

ประสิทธิภาพในสภาพแวดล้อมชายฝั่ง อุตสาหกรรม และทะเลทราย

ฉนวนพอร์ซเลนมีแนวโน้มที่จะเสื่อมสภาพเร็วกว่าฉนวนยางซิลิโคนถึงสามเท่าในพื้นที่ชายฝั่ง ซึ่งเกลือสามารถแทรกซึมเข้าไปทุกที่และก่อให้เกิดปัญหาการกัดกร่อน ในขณะที่ในพื้นที่ทะเลทรายสถานการณ์ต่างออกไปแต่ก็ยังส่งผลเสียต่อพื้นผิวแก้วอยู่ดี โดยลมแรงและฝุ่นละอองจะเร่งกระบวนการสึกหรอ ทำให้เกิดการปล่อยประจุโคโรนาที่เป็นอันตรายได้ เนื่องจากพื้นผิวจะขรุขระมากขึ้นตามกาลเวลา เมื่อพิจารณาถึงมลพิษทางอุตสาหกรรม ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2) มีปัญหามากเป็นพิเศษ เพราะก่อให้เกิดฟิล์มกรดที่นำไฟฟ้าได้บนอุปกรณ์ การพิจารณาตัวเลขประสิทธิภาพจริงยังบ่งชี้ข้อมูลที่น่าสนใจอีกด้วย วัสดุคอมโพสิตซิลิโคนยังคงความสามารถในการต้านทานแรงดันไฟฟ้าไว้ได้ประมาณ 92% ของค่าเดิมเมื่อสัมผัสกับเงื่อนไขเหล่านี้ ในขณะที่พอร์ซเลนแบบดั้งเดิมสามารถรักษาไว้ได้เพียงประมาณ 74% เท่านั้น ซึ่งความแตกต่างนี้มีผลอย่างมากต่อความน่าเชื่อถือของระบบไฟฟ้าที่ทำงานใกล้โรงงานหรือแหล่งกำเนิดมลพิษอื่นๆ

ผลกระทบจากการสัมผัสรังสี UV การเสื่อมสภาพจากสภาพอากาศ และความแตกต่างของการเสื่อมสภาพในสภาพแวดล้อมภายในอาคารกับภายนอกอาคาร

การสัมผัสกับสภาพแวดล้อมภายนอกทำให้อัตราการเสื่อมสภาพแตกต่างกัน:

แม้ว่าการติดตั้งภายในอาคารจะหลีกเลี่ยงความเสียหายจากแสง UV ได้ แต่ยังคงเสี่ยงต่อการกัดเซาะจากภาวะปล่อยประจุบางส่วนในสภาพแวดล้อมที่ชื้นและปิดมิดชิด

กรณีศึกษา: ความล้มเหลวของฉนวนพอร์ซเลนในพื้นที่ชายฝั่ง

การวิเคราะห์โครงข่ายไฟฟ้าเป็นระยะเวลาสามปีพบว่า ความล้มเหลวของฉนวนพอร์ซเลน 63% เกิดขึ้นภายในระยะ 2 กิโลเมตรจากชายฝั่ง การตรวจสอบหลังเกิดความล้มเหลวพบว่า:

• การตกผลึกของเกลือในข้อต่อปูนซีเมนต์ (82% ของกรณี)
• การเสื่อมสภาพของเคลือบจากสนามโคโรนา (67%)
• สูญเสียความแข็งแรงเชิงกลลง 40% เนื่องจากกัดกร่อนทางเคมี

การเปลี่ยนมาใช้ฉนวนคอมโพสิตในพื้นที่เหล่านี้ ช่วยลดความถี่ของการหยุดจ่ายไฟลงได้ 58% ภายในระยะเวลา 18 เดือน

การเสื่อมสภาพ การบำรุงรักษา และความน่าเชื่อถือในการดำเนินงานระยะยาว

กลไกการเสื่อมสภาพของฉนวนเซรามิก แก้ว และฉนวนคอมโพสิต

ฉนวนพอร์ซเลนเกิดการกัดเซาะผิวจากภาวะการปล่อยประจุบางส่วน โดยการปนเปื้อนของเกลือสามารถลดความต้านทานเชิงฉนวนลงได้ 30% หลังใช้งานไป 15 ปี (รายงาน IEEE 2023) หน่วยฉนวนแก้วมีแนวโน้มเกิดการแตกร้าวจากความเครียดและการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้น ในขณะที่วัสดุคอมโพสิตจะเสื่อมสภาพจากการกลายเป็นเปราะเนื่องรังสี UV และการเสื่อมสภาพจากออกซิเดชันของยางซิลิโคน

ผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างต่อเนื่องต่ออายุการใช้งานของฉนวนเซรามิก

การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิซ้ำๆ ระหว่าง -40°C ถึง 50°C ก่อให้เกิดความเครียดสะสมในฉนวนเซรามิก การศึกษาพบว่าสิ่งนี้เร่งการเกิดรอยแตกจุลภาคเพิ่มขึ้น 2.7% เมื่อเทียบกับสภาวะคงที่ (การศึกษา CIGRE 2021) ซึ่งทำให้ความสมบูรณ์ของวัสดุลดลง และเพิ่มความเสี่ยงต่อการแตกหักในช่วงที่เกิดน้ำค้างแข็ง

การสูญเสียและฟื้นตัวของสมบัติทนน้ำในชั้นเคลือบซิลิโคนยาง

มลภาวะสามารถลดสมบัติทนน้ำได้ชั่วคราวในฉนวนคอมโพสิต โดยเมื่อสัมผัสกับหมอกเกลือ มุมสัมผัสของหยดน้ำจะลดลงจาก 120° เป็น 60° ภายในระยะเวลา 18 เดือน อย่างไรก็ตาม ซิลิโคนยางมีคุณสมบัติฟื้นตัวเองได้: ในสภาวะแห้ง การเคลื่อนตัวของโซ่โพลิเมอร์จะช่วยฟื้นฟูสมบัติทนน้ำกลับคืนมาได้ถึง 85% ของค่าเดิมภายใน 72 ชั่วโมง (ผลการศึกษา EPRI 2022)

กลยุทธ์การบำรุงรักษาเพื่อยืดอายุการใช้งานสูงสุด

การบำรุงรักษาที่มีประสิทธิภาพควรรวมการสำรวจด้วยกล้องถ่ายภาพความร้อนทุก 24 เดือน เพื่อตรวจจับจุดร้อน การวิเคราะห์ก๊าซที่ละลายในน้ำมันประจำปีสำหรับปลอกฉนวน และการจัดทำแผนที่ระดับความสกปรกเพื่อปรับตารางการทำความสะอาดให้เหมาะสม หน่วยงานที่ใช้กรอบการคาดการณ์รายงานว่ามีจำนวนการหยุดจ่ายไฟลดลง 40% และอายุการใช้งานยาวนานขึ้น 22% เมื่อเทียบกับการบำรุงรักษาตามเวลาแบบดั้งเดิม (ข้อมูล NERC 2023)

ส่วน FAQ

ข้อดีหลักของฉนวนพอร์ซเลนคืออะไร

ฉนวนพอร์ซเลนทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพแม้ในสภาพแวดล้อมที่มีมลพิษ เนื่องจากพื้นผิวเคลือบเรียบที่ไม่ดูดซับสิ่งสกปรก แม้ว่าจะมีน้ำหนักมากกว่าทางเลือกสมัยใหม่อื่นๆ

ทำไมฉนวนแก้วเทมเปอร์ถึงถือว่าปลอดภัยกว่า

ฉนวนแก้วเทมเปอร์ถูกออกแบบมาให้แตกกระจายทั้งหมดหากเกิดความเสียหาย ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงของการเกิดอาร์กไฟฟ้าอันตรายอย่างมาก

อะไรทำให้ฉนวนคอมโพสิตเหมาะสมกับพื้นที่ที่เสี่ยงต่อแผ่นดินไหว

ฉนวนคอมโพสิตสามารถรองรับแรงดึงได้มากและอนุญาตให้มีการเคลื่อนตัว ทำให้มีประสิทธิภาพในพื้นที่ที่แรงทางกลอาจเปลี่ยนแปลงเนื่องจากแผ่นดินไหว

มลพิษและการสัมผัสรังสี UV ส่งผลต่อความทนทานของฉนวนชนิดต่างๆ อย่างไร

มลพิษและการสัมผัสรังสี UV อาจทำให้ฉนวนเกิดการเสื่อมสภาพในระดับต่างๆ โดยฉนวนแบบคอมโพสิตมักแสดงความทนทานต่อปัจจัยแวดล้อมได้ดีกว่า