İzolatör Nedir? Havai hatlarda kullanılan izolatörler iletkenleri ve destek yapılarını birbirinden elektriksel olarak ayırmak için kullanılır. Yalıtkan olarak görev olan izolatörlerin malzemesinin geçirgenliği ve dielektrik dayanımı çok yüksektir.
William Cermak, General Electric’te izolatörleri geliştiren öncü isimdir. Kendisi porselen ve camlarıyla ünlü olan Çek, Kasejovice’den gelmiştir. İzolatörlerinden birini 10 kV’un üzerinde tasarlamıştı. GE’de mühendislerle birlikte ilk elektriksel amaçlı porselen ürünü geliştirmiştir. Oğlu 20 yy.’a kadar izolatör tasarımını ilerletmiştir.
İzolatör Neden Kullanılır?
Yalıtkan, içinde elektrik yüklerinin serbestçe akmadığı bir malzemedir. İzolatörler iletim hattını yıldırım, anahtarlama veya hatalardan kaynaklanan aşırı gerilimlerden korur. İletim hatlarının düzgün şekilde çalışmasına yardımcı olur. İzolatörün diğer bir görevi de iletkenler ve yüklerini mekanik olarak taşımaktır. Bu nedenle güçlü mekanik gövdeye sahiptir.
İzolatörlerin belirli bazı özellikleri vardır. Bunlar:
- Yüksek mekanik dayanıma sahip olmalı,
- Delinme dayanımı (yalıtkan malzemenin delinmeye başladığı gerilim) yüksek olmalı,
- Sızıntı akımları önlemek amacıyla yüksek izolasyon direncine sahip olmalı,
- Yüksek dielektrik dayanımı olmalı,
- İzolatör fiziksel olarak muntazam, hatasız ve pürüzsüz olmalıdır.
İzolatör Neden Şemsiye Tipinde Tasarlanmıştır?
Islandığında dış yüzeyi iletken hale gelen izolatörün atlama mesafesi azalır. Bir yalıtkan ne kadar az nemli ise o kadar korunaklıdır. İzolatörün şemsiye tipinde olması yağmur vb. durumlarda izolatörün kalan kısmını korumasını sağlar. Böylece atlama mesafesinin yüksek tutulması sağlanır. En üst parçanın eğimi de atlama gerilimini korumak amacıyla mümkün oldukça az eğimli olarak tasarlanmıştır.
Malzeme Cinsine Göre İzolatör Çeşitleri Nelerdir?
İzolatörler çeşitli özelliklerine göre sınıflandırılırlar. İlk olarak malzeme cinsine göre izolatör çeşitlerini inceleyeceğiz.
Porselen İzolatörler: En sık kullanılan izolatör çeşididir. Plastik kaolin, felspar ve kuvars karışımından üretilir. Yalıtkanın dışı sert, pürüzsüz, gözeneksiz ve sırlı olmalıdır. Dışında bulunan sır sayesinde yüzey yağmur sularından kolayca temizlenir.
Dielektrik dayanımı: 60-70 kV/cm
Sıkıştırma dayanımı: 70000 kg/m2
Çekme dayanımı: 500 kg/m2
Cam İzolatörler: Cam tavlama ile sertleştirilerek kullanılan yalıtım malzemelerindendir. Porselen izolatörlere göre daha yüksek dielektrik ve basınç dayanımına sahiptir. Yüksek dirence sahiptir. Şeffaf olması üzerindeki olumsuz durumların (kırık, çatlak, kir vb.) tespitini kolaylaştırır.
Cam izolatörlerin hem olumlu hem de olumsuz tarafları bulunmaktadır. Olumlu tarafı ortam ısısı değişimlerinde, porselenlere göre daha az zarar görür. Olumsuz tarafı ise nem üzerinde daha çabuk yoğunlaştığından, pisliklere ve kaçak akıma neden olur.
Dielektrik dayanımı: 140 kV/cm
Epoksi Reçineli İzolatörler: Elektrik dayanımı oldukça yüksektir, içindeki dolgu maddesi nedeniyle ark durumunda yüksek direnci vardır. Yüksek gerilimlerde koronanın boşalmasını önler. İçinin dolu ve yüzeyinin sırsız olması sayesinde yaylanma durumunda parçalanmaz. Tek parça olarak döküm yapıldığından izolatörün tamamı bir yalıtım elemanı olarak kullanılır. Epoksi reçineli izolatörler pahalı olduğundan ülkemizde henüz kullanılmamaktadır.
Silikon İzolatörler: Her mevsimi yaşayan ülkemizde cam ve porselen izolatörler çeşitli şartlar altında olumsuz durumlarla karşılaşabiliyorlar. Yukarıda da artı ve eski özelliklerini saydığımız bu izolatörlere iyi bir alternatif de silikon izolatörlerdir. Pahalı olması nedeniyle kullanım alanı azdır. Silikon izolatörler hafiftir, dayanıklıdır. Çekme dayanımı çok yüksektir. Cam gibi çatlama ve kırılma riski çok azdır. İklimlerden aşırı şekilde etkilenmez. Kısaca her yönden tercih edilebilir bir izolatördür.
Steatit (Sabuntaşı) İzolatörler: Porselen izolatöre göre çekme dayanımı daha yüksektir. İletim hattının keskin dönüşlerinde bu izolatör çeşidi tercih edilebilir.
Sonraki yazımızda izolatörleri farklı açılardan sınıflandırmaya devam edeceğiz.