Электр тогын өткізбейтін материалдар

Кіріспе

Электр тоғын өткізбейтін материал – электр оқшаулағышы. Электр оқшаулағышы – электр тоғының еркін ағуына кедерілес келетін материал. Оқшаулағыштың атомдарындағы электрондар тығыз байланысқан, сондықтан олар оңай қозғалмайды. Басқа материалдар – жартылай өткізгіштер мен өткізгіштер – электр тоғын оңай өткізеді. Оқшаулағышты ерекшелендіретін қасиет – оның кедергісі; оқшаулағыштардың кедергісі жартылай өткізгіштер мен өткізгіштерге қарағанда жоғары. Көбінесе металл емес заттар оқшаулағыш болып табылады. Абсолютті оқшаулағыш жоқ, себебі тіпті оқшаулағыштардың құрамында да аз мөлшерде ток тасымалдаушылар (заряд тасымалдаушылар) болады, олар ток өткізе алады. Сонымен қатар, барлық оқшаулағыштар жеткілікті үлкен кернеу қолданылғанда электр өткізгіш бола алады, себебі электр өрісі электрондарды атомдардан бөліп алады. Бұл электрлік бұзылу деп аталады, ал оның кездесетін кернеуі – оқшаулағыштың бұзылу кернеуі. Шыны, қағаз және PTFE сияқты жоғары кедергісі бар материалдар өте жақсы электр оқшаулағыштары болып табылады. Көптеген материалдар, тіпті олардың көлемдік кедергісі төмен болса да, қалыпты кернеуде ток ағылуын болдырмауға жеткілікті, сондықтан электр сымдары мен кабельдерін оқшаулау үшін қолданылады. Мысалға, резеңке тәрізді полимерлер мен терморезистентті немесе термопластикалық пластмассалар жатады. Оқшаулағыштар электр құрылғыларында электр өткізгіштерін қолдау және бөлу үшін, олар арқылы ток өтуіне жол бермей қолданылады. Электр сымдарын немесе басқа жабдықтарды орауға қолданылатын оқшаулағыш материалды оқшаулау деп атайды. «Оқшаулағыш» термині электр қуатын тарату немесе беру желілерін электр тіректеріне және тарату мұнараларына бекітуге қолданылатын оқшаулағыш тіректерді де білдіреді. Олар ілінген сымдардың салмағын көтеріп тұрады және ток мұнара арқылы жерге өтуіне жол бермейді.

Қатты денелердегі өткізгіштің физикасы

Электрлік оқшаулау – электр тогының өткізгіштігінің болмауы. Электрондық жолақты теория (физиканың бір саласы) материяның кванттық күйлері болғанда электр зарядының ағып жатқанын түсіндіреді, онда электрондар қоздырылуы мүмкін. Бұл электрондарға энергия жинауға және, тиісінше, электрлік потенциалдар айырмашылығы қолданылғанда, металл сияқты өткізгіш арқылы қозғалуға мүмкіндік береді. Егер мұндай күйлер болмаса, материал оқшаулағыш болып табылады. Көптеген оқшаулағыштардың кең жолақ аралығы болады. Бұл жоғары энергиялы электрондарды қамтитын «валенттік» жолақтың толық болуына байланысты, ал осы жолақтан жоғарыдағы келесі жолаққа дейін үлкен энергиялық аралық орналасқан. Электрондарды осы жолаққа қоздыру үшін жеткілікті энергия беретін кернеу әрқашан болады (бұзу кернеуі деп аталады). Бұл кернеуден асып кеткенде электрлік бұзу орын алады және материал зарядты өткізе бастайды, оқшаулағыш қасиетін жояды. Бұл көбінесе материалды және оның оқшаулау қасиеттерін қайтымсыз түрде нашарлататын физикалық немесе химиялық өзгерістермен бірге жүреді. Егер оқшаулағыш материалға қолданылатын электр өрісі оның бұзу өрісінің шегінен асып кетсе, оқшаулағыш кенеттен өткізгішке айналады, материалдың ішінде электр доғасы пайда болады. Электрлік бұзу, материалдағы электр өрісі еркін заряд тасымалдаушыларды (электрондар мен иондар, олар әрқашан төмен концентрацияда болады) атомдарға соқтығысқанда олардан электрондарды шығарып алатын жеткілікті жылдамдыққа дейін үдетуге жеткілікті күшті болғанда пайда болады, бұл атомдарды иондайды. Бұл босатылған электрондар мен иондар өз кезегінде үдетіліп, басқа атомдарға соқтығысады, тізбекті реакция арқылы көбірек заряд тасымалдаушыларды жасайды. Жылдам арада оқшаулағыш жылжымалы заряд тасымалдаушылармен толады және оның кедергісі төменгі деңгейге жетеді. Қатты денеде бұзу кернеуі жолақ энергиясына пропорционалды. Короналық разряд пайда болған кезде, жоғары кернеулі өткізгіштің айналасындағы ауа тоқтың күрт өсуісіз ыдырап, иондануы мүмкін. Алайда, егер ауаның ыдырау аймағы басқа кернеудегі басқа өткізгішке жетсе, ол олардың арасында өткізгіш жолды құрады және ауа арқылы үлкен ток ағып, электр доғасын тудырады. Тіпті вакуум да бұзуға ұшырауы мүмкін, бірақ бұл жағдайда бұзу немесе вакуумдық доға вакуумның өзінен емес, металл электродтарының бетінен шығарылған зарядтарға байланысты болады. Сонымен қатар, барлық оқшаулағыштар өте жоғары температурада өткізгіштерге айналады, өйткені валентті электрондардың жылу энергиясы оларды өткізгіштік жолағына орналастыруға жеткілікті. Кейбір конденсаторларда диэлектрлік бұзудың салдарынан электродтар арасында пайда болған қысқа тұйықтар қолданылатын электр өрісі азайтылғанда жойылуы мүмкін.

Electrical insulation is the absence of electrical conduction. Electronic band theory (a branch of physics) explains that electric charge flows when quantum states of matter are available into which electrons can be excited. This allows electrons to gain energy and thereby move through a conductor, such as a metal, if an electric potential difference is applied to the material. If no such states are available, the material is an insulator. Most insulators have a large band gap. This occurs because the "valence" band containing the highest energy electrons is full, and a large energy gap separates this band from the next band above it. There is always some voltage (called the breakdown voltage) that gives electrons enough energy to be excited into this band. Once this voltage is exceeded, electrical breakdown occurs, and the material ceases being an insulator, passing charge. This is usually accompanied by physical or chemical changes that permanently degrade the material and its insulating properties. When the electric field applied across an insulating substance exceeds in any location the threshold breakdown field for that substance, the insulator suddenly becomes a conductor, causing a large increase in current, an electric arc through the substance. Electrical breakdown occurs when the electric field in the material is strong enough to accelerate free charge carriers (electrons and ions, which are always present at low concentrations) to a high enough velocity to knock electrons from atoms when they strike them, ionizing the atoms. These freed electrons and ions are in turn accelerated and strike other atoms, creating more charge carriers, in a chain reaction. Rapidly the insulator becomes filled with mobile charge carriers, and its resistance drops to a low level. In a solid, the breakdown voltage is proportional to the band gap energy. When corona discharge occurs, the air in a region around a high voltage conductor can break down and ionise without a catastrophic increase in current. However, if the region of air breakdown extends to another conductor at a different voltage it creates a conductive path between them, and a large current flows through the air, creating an electric arc. Even a vacuum can suffer a sort of breakdown, but in this case the breakdown or vacuum arc involves charges ejected from the surface of metal electrodes rather than produced by the vacuum itself. In addition, all insulators become conductors at very high temperatures as the thermal energy of the valence electrons is sufficient to put them in the conduction band. In certain capacitors, shorts between electrodes formed due to dielectric breakdown can disappear when the applied electric field is reduced.

Қолданылуы

Электр сымдары мен кабельдеріне көбінесе оқшаулағыштан иілгіш қабат жабылады; мұндай жиынтық оқшауланған сым деп аталады. Кейде сымдарға оқшаулағыш қаптама қолданылмайды, тек ауа қолданылады, себебі қатты (мысалы, пластик) қаптама қолдануға ыңғайсыз болуы мүмкін. Бір-біріне тиіскен сымдар қысқа тұйықталуларға, қиылысқан қосылымдарға және өрт қаупіне әкеледі. Коаксиалды кабельдегі орталық өткізгіш, электромагниттік толқындардың кері шағылысуын болдырмау үшін, қуыс қалқанның ортасында дәл орналастырылуы тиіс. Жоғары кернеулі сымдар адамға электр тогының соққысын және электрмен опат болу қаупін тудыруы мүмкін. Көптеген оқшауланған сымдар мен кабельдердің кернеу және өткізгіш температурасы үшін шекті көрсеткіштері бар. Өнімнің тоқ өткізу қабілеті (ағымды тасымалдау қабілеті) көрсетілмеуі мүмкін, себебі ол сыртқы ортаға (мысалы, қоршаған орта температурасына) байланысты. Электрондық жүйелерде баспа тізбектері эпоксидті пластик пен шыны талшықтан жасалады. Оқшауланбаған тақталар мыс фольгадан жасалған өткізгіштердің қабаттарын қолданады. Электрондық құрылғылардағы кішкентай және нәзік белсенді компоненттер оқшаулағыш емес эпоксидті немесе фенолді пластиктерге, сондай-ақ пісірілген шыныға немесе керамикалық қаптамаларға орналастырылады. Транзисторлар мен интегралдық схемалар сияқты микроэлектрондық компоненттерде кремний материалы, допингтеудің нәтижесінде әдетте өткізгіш болып табылады, бірақ оны жылу мен оттегінің әсерімен жақсы оқшаулағышқа айналдыруға болады. Окистенген кремний – кварц, яғни шынының негізгі құрауышы – кремний диоксиді. Трансформаторлар мен конденсаторларды қамтитын жоғары кернеулі жүйелерде, доғаның пайда болуын болдырмау үшін сұйық оқшаулағыш май қолданылады. Бұл май, электрлік бұзылусыз маңызды кернеуді ұстап тұруы тиіс кеңістіктерде ауаны алмастырады. Басқа жоғары кернеулі жүйелерде оқшаулау материалдары ретінде керамикалық немесе шыны сым ұстағыштары, газ, вакуум және сымдарды оқшаулау үшін ауаны пайдалануға жететіндей қашықтықта орналастыру қолданылады.

Электр аппаратурасындағы оқшаулау

Ең маңызды оқшаулау материалы – ауа. Электрлік аппараттарда әртүрлі қатты, сұйық және газ тәрізді изоляторлар қолданылады. Кішкентай трансформаторларда, генераторларда және электр моторларында сым орамдарының оқшаулауы төрт қабатқа дейін полимерлік лак пленкасынан тұрады. Пленкамен оқшауланған магнит сымы өндірушіге қол жетімді кеңістікте максималды санды оралымдар алуға мүмкіндік береді. Жұқа өткізгіштерді пайдаланатын орамдар көбінесе қосымша шыны талшықты изоляциялық лентамен оралады. Электрлік коронаның алдын алу және магниттік индукциядан туындаған сымның діріліне тоқтау беру үшін орамдар оқшаулағыш лакпен де сіңіріледі. Ірі қуат трансформаторларының орамдары әлі де көбінесе қағаз, ағаш, лак және минералды маймен оқшауланады; бұл материалдар 100 жылдан астам уақыттан бері қолданылып келе жатқанмен, олар экономикалық тиімділік пен жеткілікті өнімділіктің жақсы тепе-теңдігін сақтайды. Ауыспалы жабдықтағы шиналар мен автоматты ажыратқыштарды шынымен нығайтылған пластик изоляциямен оқшаулауға болады, ол жалын таралуын төмендетеді және материалдың бетімен токтың өтуіне кедергі келтіреді. 1970 жылдардың басына дейін жасалған ескі аппараттарда қысылған асбесттен жасалған тақталар кездесуі мүмкін; ол қуат жиіліктерінде тиімді оқшаулағыш болғанымен, асбест материалдарын өңдеу немесе жөндеу кезінде қауіпті талшықтар ауаға тарап, сақтықпен орындалуы керек. 1920 жылдардан бастап жоғары температурада және қиын жағдайларда асбестпен қапталған сым қолданылды. Осы типтегі сымды General Electric компаниясы "Deltabeston" сауда таңбасымен сатты. 20 ғасырдың басына дейін тікелей алдыңғы панельдер шиферден немесе мрамордан жасалған. Кейбір жоғары кернеулі жабдықтар күкірт гексафториді сияқты жоғары қысымды оқшаулағыш газбен жұмыс істеуге арналған. Күштік және төмен жиіліктерде жақсы жұмыс істейтін оқшаулау материалдары радиожиілікте қанағаттандырмайтын болуы мүмкін, себебі диэлектрлік шығындардың артығынан қыздырылады. Электр сымдары полиэтиленмен, байланыстырылған полиэтиленмен (электрондық сәулемен өңдеу немесе химиялық байланыстыру арқылы), ПВХ, Каптонмен, резеңкеге ұқсас полимерлермен, майға сіңген қағазбен, тефлонмен, силиконмен немесе модификацияланған этилентетрафторэтиленмен (ETЕFЕ) оқшаулануы мүмкін. Ірі қуат кабельдері қолданылуына қарай сығылған бейорганикалық ұнтақты пайдалана алады. Схеманы оқшаулау және "тірі" сымға адамның тиісін болдырмау үшін PVC (поливинилхлорид) сияқты икемді оқшаулау материалдары қолданылады – 600 вольтқа дейін кернеуі бар сымдар. Еуроодақтың қауіпсіздік және қоршаған ортаны қорғау заңнамасы ПВХ-ты экономикалық тұрғыдан тиімсіз етуіне байланысты, балама материалдар жиірек қолданылады. Моторлар, генераторлар және трансформаторлар сияқты электрлік аппараттарда әртүрлі оқшаулау жүйелері қолданылады, олар қабылданатын жұмыс өмірін қамтамасыз ету үшін ең жоғары ұсынылған жұмыс температурасы бойынша жіктеледі. Материалдар жақсартылған қағаз түрлерінен бейорганикалық қосылыстарға дейін өзгереді.

The most important insulation material is air. A variety of solid, liquid, and gaseous insulators are also used in electrical apparatus. In smaller transformers, generators, and electric motors, insulation on the wire coils consists of up to four thin layers of polymer varnish film. Film insulated magnet wire permits a manufacturer to obtain the maximum number of turns within the available space. Windings that use thicker conductors are often wrapped with supplemental fiberglass insulating tape. Windings may also be impregnated with insulating varnishes to prevent electrical corona and reduce magnetically induced wire vibration. Large power transformer windings are still mostly insulated with paper, wood, varnish, and mineral oil; although these materials have been used for more than 100 years, they still provide a good balance of economy and adequate performance. Busbars and circuit breakers in switchgear may be insulated with glass reinforced plastic insulation, treated to have low flame spread and to prevent tracking of current across the material. In older apparatus made up to the early 1970s, boards made of compressed asbestos may be found; while this is an adequate insulator at power frequencies, handling or repairs to asbestos material can release dangerous fibers into the air and must be carried out cautiously. Wire insulated with felted asbestos was used in high temperature and rugged applications from the 1920s. Wire of this type was sold by General Electric under the trade name "Deltabeston." Live front switchboards up to the early part of the 20th century were made of slate or marble. Some high voltage equipment is designed to operate within a high pressure insulating gas such as sulfur hexafluoride. Insulation materials that perform well at power and low frequencies may be unsatisfactory at radio frequency, due to heating from excessive dielectric dissipation. Electrical wires may be insulated with polyethylene, crosslinked polyethylene (either through electron beam processing or chemical crosslinking), PVC, Kapton, rubber like polymers, oil impregnated paper, Teflon, silicone, or modified ethylene tetrafluoroethylene (ETFE). Larger power cables may use compressed inorganic powder, depending on the application. Flexible insulating materials such as PVC (polyvinyl chloride) are used to insulate the circuit and prevent human contact with a 'live' wire – one having voltage of 600 volts or less. Alternative materials are likely to become increasingly used due to EU safety and environmental legislation making PVC less economic. In electrical apparatus such as motors, generators, and transformers, various insulation systems are used, classified by their maximum recommended working temperature to achieve acceptable operating life. Materials range from upgraded types of paper to inorganic compounds.

I және II сыныпты оқшаулау

Барлық портативті немесе қолмен ұсталатын электр құрылғылары пайдаланушыны зиянды соққыдан қорғау үшін оқшауланған. I сыныпты оқшаулау үшін құрылғының металл корпусы және басқа ашық металл бөліктері негізгі қызмет көрсету панелінде жерленген жерлеу сымы арқылы жерге қосылуы керек, бірақ өткізгіштерде тек негізгі оқшаулау ғана қажет. Бұл жабдыққа жерге қосу үшін электр сымына қосымша штифт керек. II сыныпты оқшаулау құрылғының екі рет оқшауланғанын білдіреді. Бұл кейбір тұрмыстық техникаларда, мысалы, электрлік шаштараздарда, шашты кептіргіштерде және портативті электр құралдарда қолданылады. Қос оқшаулау құрылғылар негізгі және қосымша оқшаулауды талап етеді, олардың әрқайсысы электр соққысын болдырмау үшін жеткілікті. Барлық ішкі электрленген компоненттер "тірі" бөліктермен кез келген жанасуды болдырмайтын оқшауланған корпуспен толық қоршалған. Еуроодақта қос оқшауланған құрылғылардың барлығы бір-бірінің ішінде орналасқан екі шаршыдан тұратын белгімен таңбаланады.

Телеграф және электр беру изоляторлары

Жоғары кернеулі электр қуатын беруге арналған өткізгіштер ашық болып келеді және қоршаған ауамен оқшауланады. Төмен кернеулі тарату желілеріндегі өткізгіштерде кейбір оқшаулау болуы мүмкін, бірақ көбінесе олар да ашық болады. Оларды электр бағаналарымен немесе тарату мұнараларымен тіреген жерлерде оқшаулағыш тіректер қажет. Сондай-ақ, электр сымдары ғимараттарға немесе трансформаторлар, автоматты ажыратқыштар сияқты электр құрылғыларына кіргенде оқшаулау үшін оқшаулағыштар талап етіледі. Көбінесе бұл - ішкі өткізгіш орналасқан қуыс оқшаулағыштар, яғни изоляторлар болып табылады.

Материалдар

Жоғары кернеудегі электр қуатын беруге қолданылатын изоляторлар шыныдан, фарфордан немесе композиттік полимерлік материалдардан жасалады. Фарфор изоляторлар қыш, кварц немесе алюминий және фельдспаттан жасалады және судың сырғып кетуі үшін тегіс глазурьмен жабылады. Алюминийге бай фарфордан жасалған изоляторлар жоғары механикалық беріктік қажет болғанда қолданылады. Фарфордың диэлектрлік беріктігі шамамен 4–10 кВ/мм құрайды. Шынының диэлектрлік беріктігі жоғарырақ, бірақ ол конденсацияны тартады және изоляторлар үшін қажетті қалың, дұрыс емес пішіндерді ішкі кернеулерсіз құю қиын. Кейбір изолятор өндірушілер 1960 жылдардың соңында шыны изоляторлар жасауды тоқтатып, керамикалық материалдарға көшті. Кейбір электрмен жабдықтау ұйымдары изоляторлардың кейбір түрлері үшін полимерлік композиттік материалдарды қолданады. Бұл материалдар әдетте талшық күшейтілген пластиктен жасалған орталық стержень мен силикон резеңкесінен немесе этиленпропилендиен мономер резеңкесінен (EPDM) жасалған сыртқы қорғағыш қабаттан тұрады. Композиттік изоляторлар арзан, жеңіл және тамаша гидрофобтық қасиеттерге ие. Бұл комбинация оларды ластанған аймақтарда пайдалануға өте қолайлы етеді. Дегенмен, бұл материалдар әлі шыны мен фарфор сияқты ұзақ мерзімді сенімділікке қол жеткізе қойған жоқ.

Қалқа оқшаулағышы

Төменгі контактілік үшінші рельстің бүкіл ұзындығын қорғайтын изолятор.

Аспан астының оқшаулағыштары

+Стандартты желілік кернеулерге арналған дискілік изолятор бірліктерінің типтік саны Желілік кернеу (кВ) Дискілер 34,5 3 69 4 115 6 138 8 161 11 230 14 287 15 345 18 360 23 400 24 500 34 600 44 750 59 765 60

Пин типті изоляторлар шамамен 69 кВ-тан жоғары желілік кернеулерге қолдануға жарамсыз. Жоғары кернеулі электр желілері көбінесе модульдік аспалы изолятор конструкцияларын пайдаланады. Осындай конструкцияның артықшылығы – әртүрлі желілік кернеулерде қолдану үшін әртүрлі түйілу кернеулеріне ие изолятор тізбектерін негізгі бірліктердің әртүрлі санын қолдану арқылы құру мүмкіндігі. Изолятор тізбектерін кез келген практикалық беріліс кернеуі үшін тізбекке изолятор элементтерін қосу арқылы жасауға болады. Сондай-ақ, тізбектегі изолятор бірлігінің бірі бұзылса, оны бүкіл тізбекті ауыстырмай-ақ алмастыруға болады. Әрбір бірлік қарама-қарсы жақтарына металл қақпақ пен шынасы цементтелген керамикалық немесе шыны дискінен тұрады. Ақаулы бірліктерді анық көру үшін шыны бірліктер артық кернеу кезінде жарқыраудың орнына шыны арқылы бұзу тудыратындай етіп жасалған. Шыныны ыстық өңдеуден өткізеді, сондықтан ол сынып, зақымдалған бірлікті анық көруге мүмкіндік береді. Бірақ бірліктің механикалық беріктігі өзгермейді, сондықтан изолятор тізбегі бұзылмайды. Стандартты аспалы дискілік изолятор бірліктерінің диаметрі және ұзындығы , жүктемені көтере алады, құрғақ жарқырау кернеуі шамамен 72 кВ және олар 10–12 кВ жұмыс кернеуімен бағаланған. Дегенмен, тізбектің жарқырау кернеуі оның құрамына кіретін дисктердің қосындысынан кем болады, себебі электр өрісі тізбек бойына бірқалыпты таратылмайды, бірақ өткізгішке ең жақын дискте ең күшті болады, ол бірінші болып жарқырайды. Жоғары кернеу жағындағы дисктердің айналасына металл теңестіру сақиналары қосылуы мүмкін, бұл сол дисктегі электр өрісін азайтып, жарқырау кернеуін жақсартады. Өте жоғары кернеулі желілерде изолятор корона сақиналарымен қоршалған болуы мүмкін. Бұл әдетте алюминийден (көбінесе) немесе мыс түтікшелерінен жасалған торус түрінде болады және желіге бекітіледі. Олар изолятордың желіге бекітілген жеріндегі электр өрісін азайту үшін жасалған, бұл короналық разрядты болдырмайды, ол қуатты жоғалтуға әкеледі.

Pin type insulators are unsuitable for voltages greater than about 69 kV line to line. Higher voltage transmission lines usually use modular suspension insulator designs. The wires are suspended from a 'string' of identical disc shaped insulators that attach to each other with metal clevis pin or ball and socket links. The advantage of this design is that insulator strings with different breakdown voltages, for use with different line voltages, can be constructed by using different numbers of the basic units. String insulators can be made for any practical transmission voltage by adding insulator elements to the string. Also, if one of the insulator units in the string breaks, it can be replaced without discarding the entire string. Each unit is constructed of a ceramic or glass disc with a metal cap and pin cemented to opposite sides. To make defective units obvious, glass units are designed so that an overvoltage causes a puncture arc through the glass instead of a flashover. The glass is heat treated so it shatters, making the damaged unit visible. However the mechanical strength of the unit is unchanged, so the insulator string stays together. Standard suspension disc insulator units are in diameter and long, can support a load of , have a dry flashover voltage of about 72 kV, and are rated at an operating voltage of 10–12 kV. However, the flashover voltage of a string is less than the sum of its component discs, because the electric field is not distributed evenly across the string but is strongest at the disc nearest to the conductor, which flashes over first. Metal grading rings are sometimes added around the disc at the high voltage end, to reduce the electric field across that disc and improve flashover voltage. In very high voltage lines the insulator may be surrounded by corona rings. These typically consist of toruses of aluminium (most commonly) or copper tubing attached to the line. They are designed to reduce the electric field at the point where the insulator is attached to the line, to prevent corona discharge, which results in power losses.

Тарих

Алғашқы электр жүйелері, изоляторларды пайдаланғанда, телеграф желілері болды; сымдарды ағаш тіреулерге тікелей бекіту, әсіресе ылғалды ауа райында, өте нашар нәтижелерге әкелді. Көп мөлшерде қолданылған алғашқы шыны изоляторлардың бұрандалатын тесігі болмады. Осы "бұрандасыз изоляторларға" байланған сымдардың табиғи жиырылуы мен кеңеюі изоляторлардың тіреулерден түсіп қалуына себеп болды, оларды қолмен қайта орнату қажет болды. Керамикалық изоляторларды өндіруді бастаған алғашқы компаниялардың арасында Ұлыбританиядағы фирмалар болды, Стифф және Доултон 1840 жылдардың ортасынан бастап тас ыдыстарды пайдаланды, Джозеф Борн (кейін Денби деп аталды) шамамен 1860 жылдан бастап, ал Буллерс 1868 жылдан бастап оларды өндірді. Луи А. Ковеге 25 шілде 1865 жылы бұрандалатын тесігі бар изоляторларды өндіру процесі үшін 48,906 нөміріндегі пайдалы патент берілді: иін типті изоляторларда әлі де бұрандалатын тесіктер бар. Ілгіш типті изоляторлардың ойлап табылуы жоғары кернеулі электр қуатын беруді мүмкін етті. Электр желісінің кернеуі 60 000 вольтқа жеткенде және одан асып кеткенде, қажетті изоляторлар өте үлкен және ауыр болды, 88 000 вольт қауіпсіздік маржасы үшін жасалған изоляторлар өндіріс пен орнату үшін іс жүзіндегі шек болды. Ал, ілгіш изоляторларды желінің кернеуіне қажетті ұзындықта тізбектей жалғауға болады. Телефон, телеграф және электр изоляторларының көптеген түрлері жасалды; кейбір адамдар оларды тарихи қызығушылықтары үшін де, сондай-ақ көптеген изоляторлардың дизайны мен өңдеуінің эстетикалық сапасы үшін де жинайды. АҚШ Ұлттық изоляторлар қауымдастығы – мүшелері 9000-нан астам коллекционерлердің бірі.

Антенналардың оқшаулауы

Радио хабар тарату антеннасы көбінесе маст радиаторы ретінде салынды, яғни бүкіл маст құрылымы жоғары кернеумен қуатталады және жерден оқшаулануы қажет. Стеатиттен жасалған бекіткіштер қолданылады. Олар маст радиаторының жерге қатыстығындағы кернеуге, кейбір антенналарда 400 кВ-қа дейін жете алатын кернеуге, сондай-ақ маст құрылымының салмағына және динамикалық күштерге төтеп беруі керек. Мачтаға жиі найзағай шағып жататынын ескере отырып, доға тәрізді мүйіздер мен найзағайдан қорғайтын құрылғылар қажет. Антенна мачталарын қолдаушы сымдардың кабельдік желісіне, әдетте, кернеу изоляторлары орнатылады, бұл антеннадағы жоғары кернеудің жерге түсіп, қысқа тұйықталуға немесе тоқ соғу қаупіне әкелуіне жол бермейді. Көбінесе сымдарда бірнеше изоляторлар болады, олар кабельді қажетсіз электрлік резонанстарды болдырмайтын бөліктерге бөлуге арналған. Бұл изоляторлар әдетте керамикалық және цилиндрлі немесе жұмыртқа тәрізді болады (суретті қараңыз). Бұл конструкцияның артықшылығы – керамика кернеуге емес, қысымға түсіріледі, сондықтан ол үлкен жүктемеге төтеп бере алады, және изолятор сынса да, кабельдің екі ұшы байланысты болып қалады. Бұл изоляторлар да артық кернеуден қорғау құрылғыларымен жабдықталуы тиіс. Сымдардың оқшаулау өлшемдерін анықтағанда, сымдардағы статикалық зарядтарды ескеру қажет. Биік мачталар үшін бұл зарядтар бергіштің тудырған кернеуінен әлдеқайда жоғары болуы мүмкін, сондықтан ең биік мачталарда бірнеше бөлікке бөлінген сымдар және изоляторлар қажет. Мұндай жағдайда, якорлық негіздерге катушка арқылы немесе мүмкін болса тікелей жалғанған сымдар жақсырақ. Антенналарды радио жабдыққа, әсіресе екі сымды түрге жалғайтын қоректендіру желілерін металл құрылымдардан қашықтықта ұстау қажет. Бұл мақсатта қолданылатын оқшауланған тіректер "қашықтық изоляторлары" деп аталады.