전기 절연체의 주요 기능은 원치 않는 전류의 흐름을 방지하는 것입니다. 오버 헤드 라인 시스템에서 절연체는 전도성 와이어를지지하면서지지 구조 (일반적으로 목재 극 또는 금속 타워)에서 분리하는 데 사용됩니다. 이것은 몇 가지 중요한 목표를 달성합니다 :
안전 :
극과 탑의 전기 화를 방지하여 인간과 동물에 대한 전기 충격의 위험을 최소화합니다. 효율성 :
전류 누출을 지상으로 최소화하여 전기 에너지가 생성 소스에서 소비자로 의도 된 경로를 따라 효율적으로 전달되도록합니다. 시스템 무결성 :
전기 시스템을 도체 사이의 접촉에서 또는 도체와 지휘자와 접지 구조 사이에서 발생할 수있는 결함과 단락으로부터 전기 시스템을 보호합니다. 시간을 통한 여정 : 유리 단열재의 역사
신뢰할 수있는 절연체의 필요성은 19 세기 중반에 전기 전신의 출현으로 나타났습니다. 1844 년 사무엘 모스 (Samuel Morse)의 성공적인 시위는 대륙 전체에 걸쳐 전신 라인의 빠른 건설을 자극했다. 초기 절연체는 종종 초보적 이었지만 수요는 빠르게 특수 설계로 이어졌습니다.
초기 (1800 년대 중반) :
첫 번째 유리 절연체는 비교적 작고 단순했으며 종종 “실없는”이므로 핀에 나사를 조이기위한 내부 스레드가 부족했습니다. 그들은 시멘트를 포함한 다양한 수단으로 또는 테이퍼가있는 나무 핀에 쐐기로 확보되었습니다.
스레드 디자인의 상승 : 스레드 절연체와 일치하는 핀의 발명은보다 안전하고 표준화 된 부착 방법을 제공하여 지배적 인 스타일이되었습니다.
전화기 및 전원으로 확장 (19 일 후반 – 20 세기 초) : 전화 네트워크와 전기 전력 분배 시스템이 증가함에 따라 유리 절연체의 다양성과 크기도 증가했습니다. 다양한 전압과 환경 조건을 처리하기 위해 다양한 모양, 크기 및 “페티코트”(표면 누출 경로를 증가시키기위한 치마와 같은 기능)가 개발되었습니다.
지배와 진화 (20 세기 초에서 중반까지) : Glass는 Hemingray, Brookfield 및 Whitall Tatum과 같은 주요 제조업체와 함께 절연체의 주요 재료가되었습니다. 이 기간 동안 “강화 유리”(강화 유리)가 고전압 응용에 도입되어 우수한 기계적 강도와 고장을 쉽게 발견 할 수있는 특징적인 산산이 부서 패턴을 제공했습니다.
대안으로 전환 (20 세기 중반 이후) : 일부 지역에서는 유리 단열기가 여전히 사용되고 있지만, 도자기 (현대 물질이었던) 이후, 중합체 복합 절연체는 특히 특정 구성에서의 기계적 강도와 오염 된 환경에서 더 나은 성능과 같은 요인으로 인해 많은 응용 분야에서 많은 응용 분야에서 두드러졌습니다.
유리 절연체의 과학 및 제작 높은 유전체 강도 :
유리는 고장 나지 않고 전류가 통과 할 수 있도록 높은 전기장을 견딜 수 있습니다.
높은 전기 저항 :
누출 전류의 흐름에 대한 강한 반대를 제공합니다. 내구성과 날씨 저항 :
유리는 일반적으로 풍화, UV 방사선 및 화학 공격에 저항력이있어 긴 서비스 수명에 기여합니다. 투명성 (검사의 이점) :
불투명 재료와 달리 유리 절연체의 균열 또는 내부 결함은 종종 시각적으로 감지 될 수 있습니다. 강화 유리 절연체는 또한 “자발적 산산이”또는 “제로 가치 자체 브레이킹”의 특성을 가지고 있으며, 손상된 장치가 완전히 산산이 부서져지면에서 쉽게 식별 할 수 있습니다. 재료 선택 :
주요 원료에는 실리카 모래, 소다 재 (탄산 나트륨) 및 석회암 (탄산 칼슘)이 포함되어 있으며 정확한 비율이 혼합되어 있습니다. 특정 속성을 향상 시키거나 색상을 만들기 위해 첨가제가 포함될 수 있습니다. 용융 :
형성 : 용융 유리를 다양한 모양과 디자인의 곰팡이로 눌렀습니다. 일부 초기 또는 전문 절연체는 날리는 기술을 포함했을 수 있습니다.
어닐링/강화 : 이것은 중요한 단계입니다.
어닐링 : 형성된 유리는 어닐링 오븐 (LEHR)에서 천천히 냉각되어 내부 응력을 완화하여 쉬운 파손을 초래할 수 있습니다.
강화 (고전압 절연체의 경우) : 여기에는 형성된 유리 쉘을 재가열 한 다음 외부 표면을 빠르게 냉각시키는 제어 된 과정이 포함됩니다. 이것은 표면에 높은 압축 응력과 코어에서 인장 응력을 생성하여 기계적 강도와 열 충격에 대한 저항성을 크게 증가시킵니다. 강화 된 유리 절연체가 부러지면 큰 파편이 아닌 많은 작고 비교적 무해한 조각으로 산산이 부서집니다.
전기 유리 절연체의 유형 및 응용 프로그램 유리 단열기는 모양, 장착 방법 및 의도 된 응용 프로그램으로 광범위하게 분류됩니다.
통합 디자인 (CD) 번호 시스템 수집가가 프로필을 통해 북미 핀 유형 유리 절연체를 식별하고 분류하는 데 중요한 도구입니다.
핀 유형 절연체 :
크로스 암에 장착 된 나무 또는 금속 핀에 나사로 고정 된 가장 일반적인 유형. 응용 프로그램 : 전신, 전화 및 저전압 전력 분배 라인 (일반적으로 최대 33kV)에 널리 사용됩니다.
변형 : 서스펜션 절연체 (디스크 절연체) :
일반적으로 금속 캡과 핀이있는 강화 유리 디스크로 만들어졌으며, 유연한 문자열을 형성하도록 인터링하도록 설계되었습니다. 응용 프로그램 :
중간 내지 고전압 전력 전송 라인에 사용됩니다. 줄의 길이 (디스크 수)는 라인 전압에 따라 증가합니다. 스트레인 절연체 :
라인의 데드 엔드, 모서리 또는 날카로운 각도에서 와이어의 기계적 장력을 견딜 수 있도록 설계되었습니다. 응용 프로그램 :
커뮤니케이션과 전력선 모두에서 사용됩니다. 그들은 “계란”또는 “스풀”유형을 포함하여 다양한 모양으로 제공됩니다. 기타 유형 :
스풀 절연체 : 욕구 또는 죽음의 저전압 라인에 사용됩니다.
가이 스트레인 절연체 : 에너지가있는 극에서 가이 와이어를 절연하십시오.
번개 막대 절연체 :
번개 보호 시스템에 사용되는 특수 유리 구성 요소. 라디오 스트레인 절연체 :
안테나 와이어에 사용됩니다. 전기 유리 절연체의 장점
높은 유전체 강도 : 우수한 절연 속성.
내구성 : 환경 분해에 대한 저항으로 인한 긴 수명 (햇빛, 수분, 대부분의 화학 물질).
검사의 용이성 :
투명성은 균열, 불순물 또는 손상을 시각적으로 감지 할 수 있습니다. 고장시 강화 된 유리가 완전히 산산이 부서져 결함이 쉽게 찾을 수 있습니다. 자기 청소 속성 :
비가 내려 오염 물질 축적을 어느 정도 줄이면 매끄러운 표면을 청소할 수 있습니다. 비용 효율성 :
역사적으로 유리는 종종 많은 응용 분야에서 도자기보다 저렴했습니다. 저 열 팽창 :
온도 범위에서 구조적 무결성을 유지합니다. 전기 유리 절연체의 단점 및 한계
Brittleness : 기계적 영향 (예 : 기물 파손, 떨어지는 가지) 또는 심한 열 충격 (특히 비정규 유형)에서 파손하기 쉬운 경우.
오염 성능 : 소금 스프레이가있는 심하게 오염 된 환경이나 해안 지역에서 표면 오염은 정기적으로 청소되거나 특수 코팅되지 않으면 누출 전류 및 플래시 오버를 증가시킬 수 있습니다.
체중 :
중합체 복합 절연체보다 무겁고 구조적지지 비용이 높아질 수 있습니다. 내부 결함 가능성 :
시간이 지남에 따라 제조가 개선되었지만 초기 유리 단열재는 내부 응력이나 불순물을 자발적으로 파손 할 수 있습니다. 기계적 강도 :
강화 유리가 강하면 강력한 스트레스가 강하기 위해 도자기 또는 복합 절연체는 인장 또는 굽힘 강도 측면에서 우수한 기계적 성능을 제공 할 수 있습니다. 지속적인 유산 : 수집 가능성
현대 전력 시스템의 새로운 재료로 대체 된 전기 유리 절연체는 수집품으로 생생한 두 번째 수명을 발견했습니다. 다양한 모양, 매력적인 색상 (일반적인 아쿠아, 명확한 파란색, 자주색, 앰버 및 그린), 역사적 엠보싱 (제조업체 이름, 특허 날짜)에 이르기까지 다양한 색상이 있습니다. 수집가들은 미적 매력뿐만 아니라 전기 및 통신 기술의 선구적인 날에 대한 실질적인 연결로서 그들을 소중히 여깁니다. 결론적으로, 전기 유리 절연체는 재료 과학 및 공학의 독창성에 대한 증거로 서 있습니다. 그들이 한계를 가졌지 만, 세상을 1 세기 이상 전기화하고 연결하는 데 중요한 역할은 부인할 수 없으며 기술 역사와 수집가들의 마음에서 그들의 자리를 확보합니다.
Mechanical Strength: While toughened glass is strong, for certain very high-stress applications, porcelain or composite insulators may offer superior mechanical performance in terms of tensile or bending strength.
The Enduring Legacy: Collectibility
Though largely superseded by newer materials in modern power systems, electrical glass insulators have found a vibrant second life as collectibles. Their diverse shapes, array of captivating colors (ranging from common aqua and clear to rarer blues, purples, ambers, and greens), and historical embossings (manufacturer names, patent dates) make them highly sought after. Collectors value them not only for their aesthetic appeal but also as tangible links to the pioneering days of electrical and communication technology.
In conclusion, electrical glass insulators stand as a testament to ingenuity in material science and engineering. While they have their limitations, their crucial role in electrifying and connecting the world for over a century is undeniable, securing their place in both technological history and the hearts of collectors.
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