Enerji endüstrisinin gelişmesi, iletim kapasitesinin sürekli genişlemesi ve iletim hatları ile trafo merkezlerinin artan gerilim seviyeleri ile güç sistemlerindeki izolatörlere yönelik gereksinimler daha katı hale gelmektedir. Yüksek gerilim iletim hatlarında 100 yılı aşkın süredir kullanılan geleneksel porselen veya cam izolatörlerin hem avantajları hem de dezavantajları bulunmaktadır. Bunlar arasında ağır ve kırılgan olmak, kirlilik direncinin düşük olması ve iç yalıtımın bozulmasına yatkın olmak yer alır. Bu nedenle geleneksel porselen izolatörlerin yerini alacak yeni tip bir izolatöre acil ihtiyaç vardır. Kimya endüstrisinin hızla gelişmesi ve yeni kompozit malzemelerin ortaya çıkmasıyla birlikte, öncelikle organik malzemelerden yapılan yeni nesil yalıtkanlar (kompozit izolatörler) ortaya çıktı.
Kompozit izolatörler, kolay kurulum veya yüksek düzeyde kirlenmenin olduğu alanlarda kullanım için mükemmel bir seçimdir. İki veya daha fazla çeşit organik malzemeden yapılmış kompozit bir yapıdan oluşurlar. Elektrik şebekelerinde kullanılan kompozit izolatörler öncelikle çubuk şeklindeki süspansiyon izolatörleridir.
İzolatörün ana yapısı aşağıdaki şemada gösterilmektedir:
1. Uç Bağlantı Elemanları: Uç bağlantı elemanları, kompozit yalıtkanın mekanik yük aktarma bileşenleri olarak görev yapan metalik parçalarıdır. Yalıtkanı kuleye ve iletkenlere bağlarlar ve bunların kalitesi, kompozit yalıtkanın mekanik mukavemetini ve performansını doğrudan etkiler.
2. Çekirdek Çubuk : Aynı zamanda çekme cam elyaf takviyeli epoksi çubuk olarak da bilinen çekirdek çubuk, kompozit yalıtkanın birincil yük taşıyan kısmı ve iç yalıtımın ana bileşenidir. Yüksek mekanik mukavemete, mükemmel yalıtım özelliklerine ve uzun süreli stabiliteye sahip olmalıdır. Çekirdek çubuk malzemesi tipik olarak reçineyle güçlendirilmiş tek yönlü cam elyaftan çekilmiş bir çubuktur. Kompozit yalıtkanın omurgası olarak görev yapar, barakaları destekler, iç yalıtımı sağlar, uç bağlantı elemanlarını bağlar ve mekanik yükleri taşır. Genellikle 600 MPa'yı aşan bir çekme dayanımına sahip olan çekirdek çubuk, sıradan çelikten iki kat daha güçlü ve porselenden 5-8 kat daha güçlüdür. Ek olarak iyi dielektrik özelliklere, kimyasal dirence, bükülme yorulma direncine, sürünme direncine ve darbe direncine sahiptir.
3. Sundurmalar (Gövde): Sundurmalar veya konutlar, kompozit yalıtkanın dış yalıtım kısmını oluşturur. Görevleri, ıslak ve kirli parlamalara karşı yüksek direnç sağlayarak çekirdek çubuğunu atmosferik maruziyetten korumaktır. Barakalar dış mekan koşullarına maruz kalır, sert hava koşullarına ve endüstriyel kirliliğe dayanıklıdır ve çalışma sırasında kıvılcım deşarjlarına veya kısmi ark erozyonuna maruz kalabilir. Bu nedenle, hangarların kirlenmeye karşı mükemmel bir parlama direncine, takip ve erozyon direncine ve ayrıca ozon, yüksek sıcaklıklara ve atmosferik yaşlanmaya karşı dayanıklılığa sahip olması gerekir.
Ek Bileşen
Yapışkan Katman: Yapışkan katman, iki uç bağlantı parçası arasında uzanan, çekirdek çubuk ile mahfaza arasındaki arayüzdür. Kompozit yalıtkanın iç yalıtımının bir diğer kritik parçasıdır. Düşük yapışkan kalitesi yalıtkanın çalışmasında zayıf bir nokta haline gelebilir.
Bu bileşenler toplu olarak kompozit yalıtkanın üstün elektrik yalıtım performansını, mekanik mukavemetini ve dayanıklılığını sağlayarak onu özellikle yüksek voltajlı ve kirli ortamlarda geleneksel porselen izolatörlerin yerine uygun bir alternatif haline getirir.