Usos aislante;Un recubrimiento flexible del aislante se aplica a menudo a alambres y cables eléctricos, esto se llama alambre aislado. Puesto que el aire es un aislante, en principio, no se necesita ninguna otra sustancia para mantener el poder donde debe estar. Líneas eléctricas de alta tensión suelen utilizar sólo aire, ya que un sólido (por ejemplo, de plástico) recubrimiento es poco práctico. Sin embargo, los alambres que se tocan producen conexiones cruzadas, cortocircuitos, y riesgos de incendio. En cable coaxial al conductor central debe ser apoyada exactamente en el centro del escudo hueco a fin de evitar EM onda reflexiones. Por último, los cables que exponen tensiones superiores a 60 V puede causar riesgos de choque y electrocución humanos. Revestimientos aislantes ayudan a evitar todos estos problemas.
Algunos cables tienen una cubierta mecánica sin tensión nominal [cita requerida] -por ejemplo: servicio de soltar, soldadura, timbre, cable de termostato. Un cable aislado o cable tiene un valor de tensión y una calificación máxima temperatura del conductor. No puede tener una ampacidad (capacidad de carga de corriente) de calificación, ya que esto depende del entorno (por ejemplo, temperatura ambiente).
En los sistemas electrónicos, circuitos impresos están hechos de plástico epoxi y fibra de vidrio. Las tablas no conductores apoyan capas de conductores de lámina de cobre. En los dispositivos electrónicos, los pequeños y delicados componentes activos están incrustados dentro de epoxi o fenólicas plásticos no conductores, o dentro de vidrio al horno o revestimientos cerámicos.
En los componentes microelectrónicos tales como los transistores y circuitos integrados, el material de silicio es normalmente un conductor a causa de dopaje, pero puede ser fácilmente transformado selectivamente en un buen aislante mediante la aplicación de calor y oxígeno. De silicio oxidado es el cuarzo, es decir, dióxido de silicio, el componente principal del vidrio.
En sistemas de alta tensión que contienen transformadores y condensadores, aceite aislante líquido es el método típico utilizado para la prevención de arcos. El aceite reemplaza el aire en espacios que deben soportar la tensión significativa sin avería eléctrica. Otros materiales de aislamiento del sistema de alta tensión incluyen sujetadores de alambre de cerámica o de vidrio, gas, vacío y cables simplemente colocando lo suficientemente separados para usar el aire como aislante.
Telégrafos y transmisión de energía aisladores;
Líneas eléctricas con aisladores de cerámica en California, EE.UU.
Los conductores aéreos de alta tensión de transmisión de energía eléctrica están desnudos, y están aislados por el aire circundante. Conductores para tensiones más bajas en la distribución pueden tener cierto aislamiento, pero son a menudo desnudo también. Se requieren soportes aislantes llamados aislantes en los puntos donde están soportados por postes eléctricos o torres de transmisión. También se requieren aisladores donde el cable entra en edificios o dispositivos eléctricos, como transformadores o interruptores automáticos, para aislar el cable de la caja. Estos aisladores huecos con un conductor dentro de ellos se llaman los casquillos.
10 kV de aisladores de cerámica, mostrando cobertizos
Material;
Los aislantes utilizados para la transmisión de energía de alta tensión están hechos de vidrio, porcelana o materiales polímeros compuestos. Aisladores de porcelana están hechos de arcilla, cuarzo o alúmina y feldespato, y están cubiertos con un glaseado suave para verter el agua. Aisladores de porcelana rico en alúmina se utilizan donde la alta resistencia mecánica es un criterio. La porcelana tiene una resistencia
dieléctrica de aproximadamente 4-10 kV / mm. [1] El vidrio tiene una resistencia dieléctrica superior, pero que atrae la condensación y las formas irregulares gruesas necesarias para aisladores son difíciles de fundido sin tensiones internas. [2] Algunos fabricantes de aisladores dejado de hacer aisladores de vidrio a finales de 1960, el cambio a los materiales cerámicos.Recientemente, algunas compañías eléctricas han comenzado a convertir al polímero materiales compuestos para algunos tipos de aisladores. Estos se componen típicamente de una varilla central hecho de plástico reforzado con fibra y un exterior weathershed hechas de caucho de silicona o etileno propileno dieno monómero (EPDM). Aisladores compuestos son menos costosos, más ligeros en peso, y tienen una excelente capacidad hidrófoba. Esta combinación hace que sean ideales para el servicio en las zonas contaminadas. Sin embargo, estos materiales no tienen todavía el largo plazo la vida útil probada de vidrio y porcelana.
Diseño;
De alta tensión casquillo de cerámica durante la fabricación, antes de acristalamiento.
La ruptura eléctrica de un aislante debido a una tensión excesiva puede ocurrir en una de dos maneras:
Un arco de punción es un desglose y la conducción del material del aislador, causando un arco eléctrico a través del interior del aislador. El calor resultante del arco usualmente daña irreparablemente el aislante. Tensión de punción es la tensión a través del aislador (cuando está instalado en su forma normal) que causa un arco de punción.
Un arco flashover es un desglose y conducción del aire alrededor o a lo largo de la superficie del aislador, causando un arco a lo largo de la parte exterior del aislante. Por lo general son diseñados para soportar esto sin daños. Tensión de descarga es la tensión que causa un arco de flash-over.
La mayoría de los aisladores de alta tensión están diseñados con una tensión de descarga inferior a la tensión de la punción, de manera que parpadean más antes de que la punción, para evitar daños.
La suciedad, la contaminación, la sal, y en particular el agua en la superficie de un aislante de alta tensión pueden crear una trayectoria conductora a través de ella, haciendo que las corrientes de fuga y descargas disruptivas. La tensión de descarga se puede reducir en más de un 50% cuando el aislador está mojado. Aisladores de alta tensión para uso al aire libre están conformados para maximizar la longitud de la vía de fuga a lo largo de la superficie de un extremo al otro, llamado la longitud de fuga, para minimizar estas corrientes de fuga. [3] Para lograr esto la superficie se moldea en una serie de ondulaciones o formas de discos concéntricos. Estos por lo general incluyen uno o más cobertizos; superficies en forma de copa frente a la baja que actúan como paraguas para garantizar que la parte de la ruta de fuga superficial bajo la 'copa' se mantiene seco en clima húmedo. Líneas de fuga mínimas son 20 a 25 mm / kV, pero deben aumentarse en alta contaminación o áreas de sal marina en el aire.
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