電線桿和高壓電線塔相信大家都不陌生，但是，可能很少有人會(huì)注意到在高壓線與架線塔之間會(huì)裝有一串白色的陶瓷物體，這個(gè)白色物體到底是什么呢？這些白色陶瓷物體大多呈盤形，盡管它們大小不一，但是作用都是一樣的，那就是增加爬電距離并絕緣，它叫絕緣子。
陶瓷絕緣子的研究進(jìn)展和發(fā)展
早在1849年，陶瓷絕緣子首次被應(yīng)用于電報(bào)線路上，至今仍然是電力行業(yè)中應(yīng)用中最廣泛的絕緣材料。經(jīng)過百年的發(fā)展，陶瓷絕緣子材料從原料選擇、生產(chǎn)工藝、性能要求、適用范圍等多方面均有了突破性的發(fā)展和變化。陶瓷絕緣子因其機(jī)械強(qiáng)度高、化學(xué)性能穩(wěn)定、絕緣性能好、耐腐蝕性好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于鐵路電網(wǎng)系統(tǒng)中，如機(jī)車內(nèi)部的電機(jī)、電阻器、電柜等各種電氣設(shè)備和電路中。隨著電氣化鐵道的快速發(fā)展，高鐵已經(jīng)成為人們出門的最優(yōu)選擇，鐵路市場(chǎng)的投入巨大，相應(yīng)的也帶動(dòng)了陶瓷絕緣子產(chǎn)品的需求量，城際軌道交通、普通電力動(dòng)車、高鐵、地鐵等電力機(jī)車都是陶瓷絕緣子的新興市場(chǎng)。
陶瓷絕緣子主要用于高壓輸供電線路、超高壓輸供電線路以及電站電氣設(shè)備的外絕緣部分，因此要求其必須具備較高的外絕緣性能。
陶瓷絕緣子分類
一、陶瓷絕緣子
陶瓷絕緣子材料根據(jù)化學(xué)組成不同分為長(zhǎng)石質(zhì)瓷，硅質(zhì)瓷和鋁質(zhì)瓷三類。
1、長(zhǎng)石質(zhì)瓷絕緣子
長(zhǎng)石瓷是將石英、長(zhǎng)石、粘土按照一定比例混合燒制而成，瓷中成分有石英、莫來(lái)石、玻璃相和氣孔，該類型瓷的機(jī)械強(qiáng)度低，有良好的可塑性，外加制備工藝簡(jiǎn)單，使得長(zhǎng)石質(zhì)瓷絕緣子在早期廣泛應(yīng)用在低壓、低強(qiáng)度要求的輸電線路上。
2、硅質(zhì)瓷絕緣子
隨著電力行業(yè)電壓等級(jí)不斷提升，陶瓷絕緣子材料逐漸由長(zhǎng)石質(zhì)瓷向硅質(zhì)瓷過渡，兩者所用的主要原料是相同的，通過調(diào)節(jié)坯料中SiO2和Al2O3的比例來(lái)獲得較高強(qiáng)度的瓷。瓷體中物相以石英和莫來(lái)石為主，較高含量的殘留石英相使得瓷體的抗彎強(qiáng)度低于120MPa。早在
20世紀(jì)60年代日本人就能利用特有的陶石原料研制出了“石英-長(zhǎng)石-粘土”系統(tǒng)的方石英質(zhì)電瓷材料，材料中的晶粒結(jié)構(gòu)均勻細(xì)小，含有莫來(lái)石、石英和大量方石英晶相，但方石英瓷因晶相難以控制，限制了其在國(guó)際市場(chǎng)的應(yīng)用。
3、鋁質(zhì)瓷絕緣子
鋁質(zhì)瓷是利用較高的Al2O3含量的坯料制的的陶瓷體，通過調(diào)整配方組成使得瓷體的主晶相為剛玉和莫來(lái)石，以此來(lái)提高電瓷強(qiáng)度。因?yàn)閯傆裣嗟囊霑?huì)增大瓷體的機(jī)械強(qiáng)度，瓷中石英含量較低，會(huì)減少石英晶型轉(zhuǎn)變伴隨的體積變化，提高瓷體的熱穩(wěn)定性。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)鋁質(zhì)瓷絕緣子的機(jī)械、電氣和表面特性進(jìn)行了廣泛而深入的研究。
二、云母陶瓷絕緣子
云母陶瓷是由合成云母粉和低熔點(diǎn)玻璃粉按照一定比例混合，熱壓后制成的一種無(wú)機(jī)非金屬?gòu)?fù)合材料，其兼有塑料、云母、陶瓷三者的優(yōu)點(diǎn)：（1）塑料的熱塑性；（2）云母優(yōu)良的電氣絕緣；（3）陶瓷的耐高溫和機(jī)械強(qiáng)度高等性能。
云母陶瓷絕緣子
相比傳統(tǒng)的陶瓷絕緣子，云母陶瓷絕緣子產(chǎn)品具有多方面的優(yōu)勢(shì)，在國(guó)內(nèi)首次采用熱壓一次成型工藝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了絕緣子云母基陶瓷體與金屬芯的高強(qiáng)結(jié)合，大幅度提高了絕緣子的多項(xiàng)性能指標(biāo)。軌道交通車輛用絕緣子的機(jī)械強(qiáng)度主要包括抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度以及破壞扭矩，由于車輛運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生較大的震動(dòng)，因此要求絕緣子具有較高的機(jī)械性能。對(duì)比來(lái)看，云母陶瓷絕緣子的機(jī)械性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于合成絕緣子，與氧化鋁陶瓷絕緣子相比也有一定的優(yōu)勢(shì)。
三、復(fù)合絕緣子
有機(jī)復(fù)合成絕緣子是由有機(jī)聚合絕緣物主要絕緣材料制造出來(lái)的新型線路絕緣子，它主要由芯棒、傘裙、金具組成。芯棒主要承擔(dān)機(jī)械負(fù)荷并引起內(nèi)絕緣作用，傘裙和護(hù)套承擔(dān)和保護(hù)芯棒免受大氣環(huán)境侵蝕，同時(shí)也提供必要的爬電距離和污閃、濕閃性能，金具的作用是傳遞機(jī)械負(fù)荷和聯(lián)接導(dǎo)線。
復(fù)合絕緣子優(yōu)點(diǎn)：
（1）耐污性高。在重污穢地區(qū)運(yùn)行可以不用清掃，免維護(hù)，是目前理想的高壓輸送電線路用耐污性絕緣子。
（2）濕閃電壓高。是干壓電壓的90%-95%。
（3）不易破碎，無(wú)零值絕緣子，耗損少，運(yùn)行可靠性能高。
（4）體積小、重量輕，運(yùn)輸、安裝和維護(hù)方便。
（5）耐腐蝕性能強(qiáng)。
絕緣材料的性能高低將直接影響到絕緣工業(yè)的發(fā)展水平，影響到電機(jī)電器的質(zhì)量。這也是作為絕緣材料企業(yè)提高自身核心競(jìng)爭(zhēng)力，在激烈的市場(chǎng)中贏得生存的機(jī)會(huì)。
參考來(lái)源：
趙斌等人：國(guó)內(nèi)云母陶瓷絕緣子發(fā)展現(xiàn)狀及前景
湯召輝：極寒冷地區(qū)用Al2O3基陶瓷絕緣子的研究
周志敏：復(fù)合絕緣子特性
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/空青）
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