Với sự phát triển của ngành điện, công suất truyền tải không ngừng mở rộng và mức điện áp của đường dây truyền tải và trạm biến áp ngày càng tăng, các yêu cầu đối với chất cách điện trong hệ thống điện ngày càng trở nên khắt khe hơn. Chất cách điện bằng sứ hoặc thủy tinh truyền thống, đã được sử dụng hơn 100 năm trong đường dây truyền tải điện áp cao, đều có cả ưu điểm và nhược điểm. Chúng bao gồm nặng và dễ vỡ, có khả năng chống ô nhiễm thấp và dễ bị hỏng cách điện bên trong. Vì vậy, nhu cầu cấp thiết là phải có một loại sứ cách điện mới để thay thế cho sứ cách điện truyền thống. Với sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp hóa chất và sự xuất hiện của vật liệu composite mới, một thế hệ chất cách điện mới được làm chủ yếu từ vật liệu hữu cơ - chất cách điện composite - đã ra đời.
Chất cách điện composite là sự lựa chọn tuyệt vời để lắp đặt dễ dàng hoặc sử dụng ở những khu vực có mức độ ô nhiễm cao. Chúng bao gồm một cấu trúc tổng hợp được làm từ hai hoặc nhiều loại vật liệu hữu cơ. Chất cách điện composite được sử dụng trong lưới điện chủ yếu là chất cách điện treo hình que.
Cấu trúc chính của chất cách điện được thể hiện trong sơ đồ dưới đây:
1. Phụ kiện cuối: Phụ kiện cuối là bộ phận kim loại của chất cách điện composite, đóng vai trò là bộ phận truyền tải cơ học. Chúng kết nối chất cách điện với tháp và dây dẫn, chất lượng của chúng ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền cơ học và hiệu suất của chất cách điện composite.
2. Thanh lõi: Thanh lõi hay còn gọi là thanh epoxy gia cố bằng sợi thủy tinh pultruded, là bộ phận chịu tải chính của chất cách điện composite và là thành phần chính của lớp cách nhiệt bên trong. Nó phải có độ bền cơ học cao, đặc tính cách nhiệt tuyệt vời và độ ổn định lâu dài. Vật liệu làm thanh lõi thường là thanh ép đùn sợi thủy tinh một chiều được gia cố bằng nhựa. Nó hoạt động như xương sống của chất cách điện composite, hỗ trợ nhà kho, cung cấp vật liệu cách nhiệt bên trong, kết nối các phụ kiện cuối và chịu tải trọng cơ học. Với độ bền kéo thường vượt quá 600 MPa, thanh lõi có độ bền gấp đôi thép thông thường và cứng hơn sứ 5-8 lần. Ngoài ra, nó có đặc tính điện môi tốt, kháng hóa chất, chống mỏi khi uốn, chống rão và chống va đập.
3. Nhà kho (Nhà ở): Nhà kho hay nhà ở tạo thành bộ phận cách nhiệt bên ngoài của chất cách điện composite. Vai trò của chúng là mang lại khả năng chống chịu cao chống lại hiện tượng phóng điện ướt và nhiễm bẩn, bảo vệ thanh lõi khỏi tiếp xúc với khí quyển. Nhà kho phải tiếp xúc với điều kiện ngoài trời, chịu đựng thời tiết khắc nghiệt và ô nhiễm công nghiệp, đồng thời có thể bị phóng điện hoặc xói mòn hồ quang một phần trong quá trình vận hành. Do đó, nhà kho phải có khả năng chống phóng điện, chống bám bẩn và xói mòn tuyệt vời, cũng như khả năng chống lại ozon, nhiệt độ cao và lão hóa của khí quyển.
Thành phần bổ sung
Lớp dính: Lớp dính là lớp tiếp xúc giữa thanh lõi và vỏ, kéo dài giữa hai đầu nối. Đây là một phần quan trọng khác của lớp cách nhiệt bên trong của chất cách điện composite. Chất lượng kết dính kém có thể trở thành điểm yếu trong hoạt động của chất cách điện.
Các thành phần này cùng nhau đảm bảo hiệu suất cách điện, độ bền cơ học và độ bền vượt trội của chất cách điện composite, khiến nó trở thành sự thay thế phù hợp cho chất cách điện sứ truyền thống, đặc biệt là trong môi trường điện áp cao và ô nhiễm.