Останнім часом бурхливо розвивається виробництво ізоляторів для ВЛ на основі кремнійорганічної гуми. Цей матеріал відноситься до каучукам, основна властивість яких - еластичність. Це дозволяє виготовляти з каучуку не тільки ізолятори, а й гнучкі кабелі. В енергетиці використовуються різні типи каучуків: натуральні каучуки, бутадієновий, бутадієн-стирольні, етиленпропіленового і кремнійорганічні.
Основу кремнійорганічних гум складають поліорганосилоксани
Де R - однакові, або різні органічні радикали. Залежно від типу цих радикалів змінюються властивості кремнийорганической гуми. Іноді в основному ланцюзі чергуються не тільки кремній і кисень, а й бор (боросілоксановие каучуки), вуглець (сілкарбоновие каучуки), азот (сілоксазановие каучуки). Отримують кремнійорганічне гуму з вихідного каучуку за допомогою вулканізації, тобто зшивання в просторові комплекси вихідних молекул. При цьому хімічний зв'язок виникає або за кінцевим H і OH групами, або по радикалам. Реакція протікає за рахунок радіаційного опромінення, або за рахунок хімічних агентів при підвищеній температурі. Як правило, з заводу-виготовлювача надходить готова до вулканізації маса.
Властивості чистих кремнійорганічних гум незадовільні, в першу чергу через низьку міцності і недостатньою світло-озоностойкості. В даний час ізолятори роблять з композиційних матеріалів на основі кремнійорганічних каучуків. Як підсилюють активних наповнювачів використовують нанопорошки двоокису кремнію (аеросил, біла сажа) і двоокису титану. З електрофізичних і теплофізичних властивостей композиційного матеріалу відзначимо:
діелектрична проникність e = 2.9 - 3.6;
питомий об'ємний опір 10 12 - 10 13 Ом м;
питомий поверхневий опір 10 12 - 10 14 Ом;
тангенс кута діелектричних втрат 5 · 10 -4 - 2 · 10 -3;
електрична міцність 18 - 24 кВ / мм,
теплопровідність 1.0 - 1.2 Вт / (м · К);
теплоємність 1.2 -1.5 кДж / (кг · К);
щільність 1100 - 1600 кг / м 3;
міцність на розрив 4 - 6 МПа.
Резюмуючи властивості кремнійорганічних гум, відзначимо, що вони мають задовільні електрофізичні властивості, високу теплоємність, порівняно невисоку механічну міцність. З інших властивостей виділимо, то, що вони стійкі до дії озону, світла і масла, морозостійкі (-50 - 90) ° С і нагрівостійкості (180 - 250) ° С, вологонепроникні, але газопроникність, масло-бензонестойкі.
Електротехнічний фарфор є штучним мінералом, утвореним з глинистих мінералів, польового шпату і кварцу в результаті термообробки по керамічної технології. До числа найбільш цінних його властивостей відноситься висока стійкість до атмосферних впливів, позитивним і негативним температурам, до впливу хімічних реагентів, високі механічна і електрична міцність, дешевизна вихідних компонентів. Це визначило широке застосування порцеляни для виробництва ізоляторів. Основні характеристики.
діелектрична проникність 7;
питомий об'ємний опір 10 11 Ом · м;
питомий поверхневий опір 10 9 - 10 12 Ом;
тангенс кута діелектричних втрат 2 · 10 -2;
електрична міцність 25 - 30 кВ / мм,
теплопровідність 1.0 -1.2 Вт / (м · К);
теплоємність 1.2-1.5 кДж / (кг · К);
щільність 2300-2500 кг / м 3;
міцність на розрив 90 МПа.
Порівнюючи дані по фарфору і кремнийорганическим резинам, можна виділити, що недоліками порцеляни є крихкість, висока щільність, низька теплопровідність, високі діелектричні втрати.
Електротехнічне скло в якості матеріалу для ізоляторів має деякі переваги перед порцеляною. Зокрема у нього більш стабільна сировинна база, простіше технологія, яка припускає велику автоматизацію, можливість візуального контролю несправних ізоляторів.
Справа в тому, що при пробої ізолятора в гірлянді, його діелектрична "спідниця" руйнується і падає на землю в разі виконання спідниці зі скла, тоді як при пробої фарфорового ізолятора спідниця залишається цілою. Тому несправні скляні ізолятори видно неозброєним оком, тоді як діагностика поламаних фарфорових ізоляторів можлива тільки за допомогою спеціальних приладів, наприклад приладів нічного бачення "Філін".
За хімічним складом скло є набором оксидів кремнію, бору, алюмінію, натрію, кальцію і т.п. За термодинамическому станом воно являє собою сильно загусла рідина внаслідок переохолодження. Звичайне, лужне скло непридатне для виготовлення ізоляторів через розтріскування, помутніння і т.п. в умовах експлуатації. Для цієї мети розроблено спеціальне малощелочное скло. Його характеристики:
діелектрична проникність 7;
питомий об'ємний опір 10 12 Ом · м;
питомий поверхневий опір 10 14 Ом;
тангенс кута діелектричних втрат 2.4 · 10 -2;
електрична міцність 48 кВ / мм,
теплопровідність 0.92 Вт / (м · К);
теплоємність 1 кДж / (кг · К);
щільність 2500 кг / м 3;
міцність на розрив 90 МПа.
До недоліків скла, точніше способу його виробництва, відноситься велика енергоємність отримання матеріалу, тому що скло довго варять при високих температурах.