Một phân tích về ứng dụng của các chất cách điện thủy tinh trong các đường dây điện

I. GIỚI THIỆU: Những người bảo vệ cung cấp điện vô hình

Trong cuộc sống hiện đại, truyền điện đóng vai trò quan trọng, mang lại năng lượng được tạo ra tại các nhà máy điện cho nhà cửa và các ngành công nghiệp. Đạt được điều này phụ thuộc vào nhiều thành phần quan trọng nhưng thường bị bỏ qua, và người cách điện là một trong số đó. Các đường dây điện mang điện áp cao, vì vậy các vật liệu có thể ngăn chặn hiệu quả rò rỉ hiện tại xuống đất hoặc các cấu trúc hỗ trợ là cần thiết để đảm bảo an toàn và hiệu quả. Trong số các công nghệ cách nhiệt khác nhau, công nghệ “dòng điện cách điện” từ lâu đã đóng một vai trò quan trọng trong việc ngăn chặn rò rỉ điện do hiệu suất cách điện đáng tin cậy của nó. và nbsp;
Ii. Một hành trình lịch sử: Sự phát triển của các chất cách điện thủy tinh
Lịch sử của các chất cách điện thủy tinh có từ giữa thế kỷ 19, ban đầu chủ yếu được sử dụng cho các dòng điện báo. Với sự tiến bộ của công nghệ truyền thông, nhu cầu cách nhiệt đáng tin cậy tăng lên và thủy tinh, do tính thực tế và kinh tế của nó trong các ứng dụng điện áp thấp, đã trở thành một giải pháp khả thi. Điều đáng nói là Samuel Morse đã sử dụng các chất cách điện thủy tinh trong các hệ thống điện báo sớm. Năm 1844, Morse đã sử dụng máy điện báo đầu tiên và đến những năm 1850, các chất cách điện thủy tinh bắt đầu được sử dụng để cách điện dây điện báo. Nó được ghi lại rằng chất cách điện thủy tinh đầu tiên được Morse sử dụng trong dòng là một loại gọi là “Cục núm”. và nbsp;

Khi ngành công nghiệp điện phát triển mạnh mẽ vào cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20, với sự phổ biến ngày càng tăng của điện, các chất cách điện thủy tinh cũng được áp dụng cho ngành công nghiệp điện mới nổi. Trong khoảng năm 1875 và 1930, các chất cách điện thủy tinh đã mở ra “Thời đại hoàng kim” của họ, với hàng triệu người được sản xuất để giao tiếp và các đường dây điện sớm. Vào thời điểm đó, nhiều nhà máy thủy tinh đã tham gia vào việc sản xuất các chất cách điện, cũng thường sản xuất chai, lọ và đồ thủy tinh khác. Ví dụ, Công ty Glass Indiana và Công ty Glass Hemingray đều nhận được hợp đồng để sản xuất các chất cách điện. và nbsp;

Thiết kế của các chất cách điện thủy tinh cũng tiếp tục phát triển, từ các chất cách điện loại pin không có ren ban đầu đến thiết kế có ren được cấp bằng sáng chế vào năm 1865, dần dần trở thành tiêu chuẩn công nghiệp. Louis A. Cauvet có được bằng sáng chế cho các chủ đề cách điện vào năm 1865. Ngoài ra, các mô hình khác nhau khác nhau xuất hiện theo các yêu cầu điện áp khác nhau, chẳng hạn như chất cách điện “ngựa” cho các đường dây điện áp thấp, chất cách điện “tín hiệu” cho giao tiếp và các đường dây điện thứ cấp và chất cách điện “công suất” cho các ứng dụng điện áp cao. Để tạo điều kiện nhận dạng của các nhà sưu tập, nhà sưu tập và nhà nghiên cứu sớm N.R. “Woody” Woodward đã phát triển hệ thống “Số CD” để phân loại tất cả các chất cách điện loại pin thủy tinh. Hệ thống này về cơ bản xác định các bộ cách điện theo hình dạng và cấu hình, bất kể các dấu hiệu nổi cụ thể, màu thủy tinh hoặc loại cơ sở. và nbsp;
Iii. Khoa học đằng sau sự rõ ràng: Cách thức cách điện thủy tinh hoạt động
Nguyên tắc cơ bản của cách điện là để ngăn chặn dòng điện qua vật liệu bằng cách cung cấp điện trở cao. Kính là một chất cách điện hiệu quả do tính chất vốn có của nó. Đầu tiên, thủy tinh có cường độ điện môi cao, có nghĩa là nó có thể chịu được điện áp cao mà không bị hỏng. Thứ hai, thủy tinh có điện trở suất cao, ngăn chặn hiệu quả dòng điện. Ngoài ra, thủy tinh có hệ số giãn nở nhiệt thấp, cho phép nó duy trì độ ổn định kích thước trong quá trình thay đổi nhiệt độ mà không cần mở rộng hoặc co lại đáng kể. Cuối cùng, thủy tinh có độ bền tốt và khả năng chống thời tiết, cho phép sử dụng lâu dài trong các điều kiện môi trường khác nhau. và nbsp;

Các tính năng thiết kế của chất cách điện thủy tinh cũng tăng cường khả năng cách nhiệt của chúng. Hình dạng chuông hoặc đĩa điển hình làm tăng khoảng cách bề mặt (khoảng cách leo) giữa dây và sự hỗ trợ, gây khó khăn cho dòng điện bị rò rỉ, đặc biệt là trong môi trường ẩm hoặc ô nhiễm. Hình dạng của chất cách điện được thiết kế để cách nhiệt và hỗ trợ dây dẫn, ngăn chặn dòng chảy. Váy hoặc các cấu trúc giống như ô tăng thêm khoảng cách leo và giúp thoát nước mưa, giữ cho bên trong chất cách điện khô và hiệu quả. Các thiết kế này mở rộng hiệu quả đường dẫn mà dòng điện phải di chuyển trên bề mặt cách điện, do đó làm giảm nguy cơ rò rỉ. và nbsp;
IV. Biến thể trong thủy tinh: Các loại khác nhau, mỗi loại có vai trò riêng
Khái niệm về “bộ cách điện truyền” đề cập đến các loại cách điện cụ thể được sử dụng cho các mức điện áp khác nhau và cấu hình đường dây điện. Theo kịch bản ứng dụng và mức điện áp, các chất cách điện thủy tinh có thể được chia thành nhiều loại chính.

Các chất cách điện thủy tinh loại pin được lắp đặt trực tiếp trên các chân cách điện trên các cực tiện ích và thường được sử dụng cho các đường phân phối điện áp thấp đến trung bình (lên đến khoảng 33 kV). Chúng thường có cấu trúc một mảnh, với dây cố định vào chất cách điện, thường trong một rãnh trên bề mặt cách điện. và nbsp;

Bộ cách điện thủy tinh treo bao gồm nhiều đĩa thủy tinh (hoặc chuông) được kết nối trong một chuỗi bằng các phụ kiện kim loại và được sử dụng cho các đường truyền điện áp cao (66 kV trở lên, bao gồm điện áp cực cao và điện áp siêu cao). Thiết kế mô -đun này cho phép số lượng đĩa được điều chỉnh theo yêu cầu điện áp. Mỗi đĩa áp dụng cấu trúc nắp và chân, với nắp kim loại ở trên cùng và một chân ở phía dưới để kết nối trong một chuỗi. và nbsp;

Ngoài ra, có các loại chất cách điện thủy tinh khác, chẳng hạn như các chất cách điện biến dạng được sử dụng để chịu được lực căng và các chất cách điện của Guy-Wire được sử dụng để hỗ trợ dây Guy. và nbsp;

Tính năng	Bộ cách điện thủy tinh loại pin	Động vật cách điện thủy tinh treo
Cấp điện áp	Điện áp thấp đến trung bình (lên đến 33 kV)	Điện áp cao (66 kV trở lên, bao gồm EHV/UHV)
Cấu trúc	Một mảnh, gắn trên chân cách điện	Nhiều bộ cách điện đĩa được kết nối trong một chuỗi bằng các phụ kiện kim loại
Ứng dụng	Đường phân phối, đường dây viễn thông	Các đường truyền điện áp cao, trạm biến áp
Ưu điểm chính	Thiết kế đơn giản, phù hợp cho điện áp thấp hơn, hiệu quả chi phí	Thiết kế mô -đun, có thể được sử dụng cho điện áp cực cao
Đoạn trích có liên quan

V. Định hình kính: Quá trình sản xuất các chất cách điện thủy tinh
Quá trình sản xuất chất cách điện thủy tinh là một quy trình phức tạp nhưng chính xác. và nbsp;

Bước đầu tiên là việc chuẩn bị nguyên liệu thô, chủ yếu bao gồm cát silica, tro soda và đá vôi, và đôi khi các vật liệu khác được thêm vào để tăng cường hiệu suất. Những nguyên liệu thô này được cân và trộn cẩn thận để đảm bảo rằng thành phần hóa học của sản phẩm cuối cùng đáp ứng các yêu cầu. và nbsp;

Tiếp theo là quá trình nóng chảy, trong đó các nguyên liệu thô hỗn hợp được đưa vào một lò nhiệt độ cao (khoảng 1400-1600 ° C) để tan chảy và tạo thành một thủy tinh nóng chảy đồng đều. và nbsp;

Sau đó, chất cách điện được hình thành bằng cách đổ thủy tinh nóng chảy vào khuôn, sử dụng các kỹ thuật như nhấn hoặc thổi, để tạo hình chuông hoặc hình đĩa mong muốn.

Làm dịu hoặc ủ là một bước quan trọng. Bằng cách kiểm soát việc làm mát (làm mát bề mặt nhanh sau khi ủ), ứng suất bên trong được loại bỏ và sức mạnh cơ học được cải thiện. và nbsp;

Cuối cùng, chất cách điện trải qua xử lý bề mặt, chẳng hạn như đánh bóng và đôi khi lớp phủ hóa học. Đồng thời, kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt được thực hiện, bao gồm kiểm tra cơ khí và điện, để đảm bảo chất lượng sản phẩm và tuân thủ các tiêu chuẩn liên quan. Đối với các chất cách điện treo, mũ kim loại và ghim cũng cần được gắn vào các đĩa thủy tinh. và nbsp;
Vi. Glass so với những người khác: Ưu điểm và cân nhắc
So với các loại chất cách điện phổ biến khác (như chất cách điện gốm và composite), các chất cách điện thủy tinh có ưu điểm và nhược điểm riêng của chúng.

Ưu điểm chính của các chất cách điện thủy tinh bao gồm: tính minh bạch của kính tạo điều kiện kiểm tra trực quan, giúp dễ dàng phát hiện ra thiệt hại (vết nứt, vỡ) từ mặt đất, do đó đơn giản hóa việc bảo trì. Đặc điểm tự làm vỡ độc đáo của nó cho phép nó tự phá vỡ khi xảy ra lỗi, giúp dễ dàng xác định. Bản thân vật liệu thủy tinh không già hoặc xuống cấp đáng kể theo thời gian, đảm bảo độ tin cậy lâu dài. Thủy tinh cũng có cường độ điện môi cao, cung cấp hiệu suất cách nhiệt tuyệt vời. Ngoài ra, thủy tinh có khả năng chống ăn mòn hóa học tốt và phù hợp cho các điều kiện môi trường khác nhau. Về chi phí, các chất cách điện thủy tinh thường kinh tế hơn một số lựa chọn thay thế.

Tuy nhiên, cũng có một số hạn chế hoặc cân nhắc cho việc sử dụng chất cách điện thủy tinh. Ví dụ, độ bền cơ học của nó chống lại uốn có thể thấp hơn một chút so với một số vật liệu gốm. Thủy tinh cũng dễ bị vỡ hơn từ các tác động mạnh mẽ. Ở các khu vực bị ô nhiễm nặng, các chất gây ô nhiễm bề mặt có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của nó, mặc dù vấn đề này có thể được giảm thiểu bằng cách áp dụng các thiết kế như chất cách điện chống ô nhiễm. Ngoài ra, thủy tinh rất khó để đúc thành các hình dạng không đều cho các ứng dụng điện áp cao.
Vii. Kết luận: Một công nghệ đáng tin cậy trong thế giới điện
“Công nghệ dòng điện cách điện” vẫn giữ tầm quan trọng lâu dài trong cơ sở hạ tầng truyền tải và phân phối năng lượng. Các chất cách điện thủy tinh không chỉ có ý nghĩa trong lịch sử mà còn tiếp tục đóng một vai trò quan trọng trong các hệ thống điện hiện đại, đặc biệt là trong lĩnh vực “chất cách điện truyền dẫn” điện áp cao. Họ đóng một vai trò không thể thay thế trong việc đảm bảo việc cung cấp điện an toàn, đáng tin cậy và hiệu quả cho nhà cửa và các ngành công nghiệp, cung cấp năng lượng cho thế giới của chúng ta.