ฉนวน (ไฟฟ้า)
| แม่เหล็กไฟฟ้า |
|---|


ฉนวนไฟฟ้าคือวัสดุที่กระแสไฟฟ้าไม่สามารถไหลผ่านได้อย่างอิสระ อะตอมของฉนวนมีอิเล็กตรอนที่ยึดติดกันแน่นซึ่งไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ง่าย วัสดุอื่นๆ เช่นสารกึ่งตัวนำและตัวนำ สามารถนำกระแสไฟฟ้าได้ง่ายกว่า คุณสมบัติที่ทำให้ฉนวนแตกต่างจากวัสดุ อื่น ๆ คือค่าความต้านทาน จำเพาะ ฉนวนมีค่าความต้านทานจำเพาะสูงกว่าสารกึ่งตัวนำหรือตัวนำ ตัวอย่างที่พบได้บ่อยที่สุดคืออโลหะ
ฉนวนที่สมบูรณ์แบบนั้นไม่มีอยู่จริง เพราะแม้แต่วัสดุที่ใช้เป็นฉนวนก็ยังมีประจุเคลื่อนที่ ( ตัวนำประจุ ) จำนวนเล็กน้อยที่สามารถนำกระแสไฟฟ้าได้ นอกจากนี้ ฉนวนทุกชนิดจะกลายเป็นตัวนำไฟฟ้าเมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าสูงมากพอจนสนามไฟฟ้าดึงอิเล็กตรอนออกจากอะตอม ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการแตกตัวทางไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าที่เกิดปรากฏการณ์นี้เรียกว่าแรงดันไฟฟ้าแตกตัวของฉนวน วัสดุบางชนิด เช่นแก้วกระดาษและPTFEซึ่งมีความต้านทาน สูง เป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดีมาก วัสดุอีกจำนวนมาก แม้ว่าจะมีค่าความต้านทานต่ำกว่า แต่ก็ยังดีพอที่จะป้องกันไม่ให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านอย่างมีนัยสำคัญที่แรงดันไฟฟ้าที่ใช้กันทั่วไป จึงถูกนำมาใช้เป็นฉนวนสำหรับสายไฟและสายเคเบิล ตัวอย่างเช่น โพลิเมอร์คล้ายยางและพลาสติก ส่วนใหญ่ ซึ่งอาจเป็นแบบ เทอร์โมเซตหรือเทอร์โมพลาสติก
ฉนวนใช้ในอุปกรณ์ไฟฟ้าเพื่อรองรับและแยกตัวนำ ไฟฟ้า โดยไม่ให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน วัสดุฉนวนที่ใช้ห่อหุ้มสายไฟหรืออุปกรณ์อื่นๆ ในปริมาณมากเรียกว่าฉนวนนอกจากนี้ คำว่าฉนวนยังใช้ในความหมายเฉพาะเจาะจงมากขึ้นถึงตัวรองรับฉนวนที่ใช้ยึด สายส่ง หรือสายจ่ายไฟฟ้า เข้ากับ เสาไฟฟ้าและหอส่งสัญญาณโดยจะรองรับน้ำหนักของสายไฟที่แขวนอยู่โดยไม่ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านเสาลงสู่พื้นดิน
ฟิสิกส์ของการนำความร้อนในของแข็ง
ฉนวนไฟฟ้าคือการไม่มีการนำไฟฟ้าทฤษฎีแถบอิเล็กตรอน(สาขาหนึ่งของฟิสิกส์) อธิบายว่าประจุไฟฟ้าจะไหลเมื่อ มี สถานะควอนตัมของสสารที่อิเล็กตรอนสามารถถูกกระตุ้นได้ ซึ่งทำให้อิเล็กตรอนได้รับพลังงานและเคลื่อนที่ผ่านตัวนำ เช่นโลหะ หากมีการใช้ความต่าง ศักย์ไฟฟ้ากับวัสดุ หากไม่มีสถานะดังกล่าว วัสดุนั้นจะเป็นฉนวน[ 1 ]
ฉนวนส่วนใหญ่มีช่องว่างแถบ พลังงานขนาดใหญ่ เนื่องจากแถบ "วาเลนซ์" ที่มีอิเล็กตรอนพลังงานสูงสุดเต็มแล้ว และมีช่องว่างพลังงานขนาดใหญ่คั่นระหว่างแถบนี้กับแถบถัดไปด้านบน[ 1 ]จะมีแรงดันไฟฟ้าบางค่า (เรียกว่าแรงดันไฟฟ้าพังทลาย ) ที่ให้พลังงานแก่อิเล็กตรอนมากพอที่จะกระตุ้นให้เข้าไปในแถบนี้ได้ เมื่อแรงดันไฟฟ้านี้เกินกว่าที่กำหนด การพังทลายทางไฟฟ้าจะเกิดขึ้น และวัสดุจะหยุดเป็นฉนวน ทำให้ประจุผ่านได้ โดยปกติแล้วจะเกิดการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพหรือทางเคมีที่ทำให้วัสดุและคุณสมบัติการเป็นฉนวนเสื่อมลงอย่างถาวร
เมื่อสนามไฟฟ้าที่กระทำต่อสารฉนวนมีค่าเกินกว่าค่าสนามไฟฟ้าวิกฤตที่ทำให้สารนั้นแตกตัว ณ ตำแหน่งใดๆ สารฉนวนจะกลายเป็นตัวนำอย่างฉับพลัน ทำให้กระแสไฟฟ้า เพิ่มขึ้นอย่างมาก เกิดเป็นประกายไฟ ขึ้นภายในสารนั้น การแตกตัวทางไฟฟ้าเกิดขึ้นเมื่อสนามไฟฟ้าในวัสดุมีความแรงมากพอที่จะเร่งความเร็วของตัวนำประจุ อิสระ (อิเล็กตรอนและไอออน ซึ่งมีอยู่เสมอในความเข้มข้นต่ำ) ให้มีความเร็วสูงพอที่จะทำให้เกิดการหลุดออกจากอิเล็กตรอนของอะตอมเมื่อกระทบกับ อะตอม ทำให้เกิดการแตกตัวเป็นไอออน อิเล็กตรอนและไอออนที่หลุดออกมาเหล่านี้จะถูกเร่งความเร็วและกระทบกับอะตอมอื่นๆ ทำให้เกิดตัวนำประจุเพิ่มขึ้นในปฏิกิริยาลูกโซ่อย่างรวดเร็ว สารฉนวนจะเต็มไปด้วยตัวนำประจุเคลื่อนที่ และความต้านทานจะลดลงจนอยู่ในระดับต่ำ ในของแข็ง แรงดันไฟฟ้าที่ทำให้เกิดการแตกตัวจะเป็นสัดส่วนกับ พลังงาน ช่องว่างแถบเมื่อ เกิด การปล่อยประจุโคโรนาอากาศในบริเวณรอบๆ ตัวนำไฟฟ้าแรงสูงสามารถแตกตัวและแตกตัวเป็นไอออนได้โดยไม่ทำให้กระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอย่างรุนแรง อย่างไรก็ตาม หากบริเวณที่เกิดการแตกตัวของอากาศขยายไปยังตัวนำอื่นที่มีแรงดันไฟฟ้าต่างกัน มันจะสร้างเส้นทางนำไฟฟ้าขึ้นระหว่างกัน และกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่จะไหลผ่านอากาศ ทำให้เกิดประกายไฟแม้แต่สุญญากาศก็อาจเกิดการแตกตัวได้เช่นกัน แต่ในกรณีนี้ การแตกตัวหรือประกายไฟในสุญญากาศเกี่ยวข้องกับประจุที่ถูกปล่อยออกมาจากพื้นผิวของขั้วไฟฟ้าโลหะ แทนที่จะเกิดจากสุญญากาศเอง
นอกจากนี้ ฉนวนทั้งหมดจะกลายเป็นตัวนำที่อุณหภูมิสูงมาก เนื่องจากพลังงานความร้อนของอิเล็กตรอนวาเลนซ์เพียงพอที่จะทำให้อิเล็กตรอนเหล่านั้นอยู่ในแถบนำไฟฟ้า[ 2 ] [ 3 ]
ในตัวเก็บประจุบางชนิด การลัดวงจรระหว่างอิเล็กโทรดที่เกิดขึ้นเนื่องจากการแตกตัวของไดอิเล็กทริกสามารถหายไปได้เมื่อสนามไฟฟ้าที่ใช้ลดลง[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]
การใช้งาน
โดยทั่วไปแล้ว สายไฟและสายเคเบิลมักถูกหุ้มด้วยฉนวนที่มีความยืดหยุ่น ซึ่งเรียกว่าสายไฟหุ้มฉนวนบางครั้งสายไฟอาจไม่ใช้ฉนวนหุ้ม แต่ใช้เพียงอากาศแทน ในกรณีที่การหุ้มด้วยวัสดุแข็ง (เช่น พลาสติก) ทำได้ไม่สะดวก สายไฟที่สัมผัสกันจะทำให้เกิดการต่อข้ามวงจร ไฟฟ้าลัดวงจรและอันตรายจากไฟไหม้ ในสายเคเบิลโคแอกเซียลตัวนำตรงกลางจะต้องได้รับการรองรับอย่างแม่นยำตรงกลางของฉนวนกลวงเพื่อป้องกันการสะท้อนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า สายไฟที่สัมผัสกับแรงดันไฟฟ้าสูงอาจทำให้เกิดอันตราย จากไฟฟ้า ช็อตและการเสียชีวิตได้
ผลิตภัณฑ์สายไฟและสายเคเบิลหุ้มฉนวนส่วนใหญ่จะมีค่าพิกัดสูงสุดสำหรับแรงดันไฟฟ้าและอุณหภูมิของตัวนำ ผลิตภัณฑ์อาจไม่มี ค่าพิกัดกระแส ไฟฟ้าสูงสุด (ความสามารถในการรับกระแสไฟฟ้า) เนื่องจากค่านี้ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมโดยรอบ (เช่น อุณหภูมิแวดล้อม)
ในระบบอิเล็กทรอนิกส์แผงวงจรพิมพ์ทำจากพลาสติกอีพ็อกซีและไฟเบอร์กลาส แผงวงจรที่ไม่นำไฟฟ้าเหล่านี้รองรับชั้นของตัวนำที่เป็นแผ่นฟอยล์ทองแดง ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กและบอบบางจะถูกฝังอยู่ภายใน พลาสติก อีพ็อกซีหรือฟีนอลิก ที่ไม่นำไฟฟ้า หรือภายในสารเคลือบแก้วหรือเซรามิกที่ผ่านการอบ
ในชิ้นส่วนไมโครอิเล็กทรอนิกส์เช่นทรานซิสเตอร์และวงจรรวม (IC)วัสดุซิลิคอนโดยปกติจะเป็นตัวนำเนื่องจากการเจือปน แต่สามารถเปลี่ยนให้เป็นฉนวนที่ดีได้ง่ายๆ โดยการใช้ความร้อนและออกซิเจน ซิลิคอนที่ถูกออกซิไดซ์คือควอตซ์หรือซิลิคอนไดออกไซด์ซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักของแก้ว
ในระบบไฟฟ้าแรงสูง ที่มี หม้อแปลงและตัวเก็บประจุน้ำมันฉนวนเหลวเป็นวิธีการทั่วไปที่ใช้ในการป้องกันการเกิดประกายไฟ น้ำมันจะเข้าไปแทนที่อากาศในช่องว่างที่ต้องรองรับแรงดันไฟฟ้าสูงโดยไม่เกิดการชำรุดทางไฟฟ้าวัสดุฉนวนอื่นๆ สำหรับระบบไฟฟ้าแรงสูง ได้แก่ ตัวยึดสายไฟเซรามิกหรือแก้ว ก๊าซ สุญญากาศ และการวางสายไฟให้ห่างกันมากพอที่จะใช้อากาศเป็นฉนวนได้
ฉนวนในอุปกรณ์ไฟฟ้า

วัสดุฉนวนที่สำคัญที่สุดคืออากาศ นอกจากนี้ยังมีการใช้ฉนวนของแข็ง ของเหลว และ ก๊าซหลากหลายชนิดในอุปกรณ์ไฟฟ้า ในหม้อแปลง ขนาดเล็ก เครื่อง กำเนิดไฟฟ้าและมอเตอร์ไฟฟ้าฉนวนบนขดลวดประกอบด้วยฟิล์มเคลือบเงาโพลีเมอร์บางๆ มากถึงสี่ชั้นลวด แม่เหล็กหุ้มฉนวนฟิล์ม ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถพันขดลวดได้จำนวนรอบสูงสุดภายในพื้นที่ที่มีอยู่ ขดลวดที่ใช้ตัวนำที่หนากว่ามักจะพันด้วยเทปฉนวน ใยแก้วเพิ่มเติม ขดลวดอาจถูกเคลือบด้วยสารเคลือบเงาเพื่อป้องกันการเกิดโคโรนาไฟฟ้าและลดการสั่นสะเทือนของลวดที่เกิดจากสนามแม่เหล็ก ขดลวดหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังขนาดใหญ่ยังคงหุ้มฉนวนด้วยกระดาษไม้ เคลือบเงา และน้ำมันแร่เป็น ส่วน ใหญ่ แม้ว่าวัสดุเหล่านี้จะถูกใช้มานานกว่า 100 ปีแล้ว แต่ก็ยังคงให้ความสมดุลที่ดีระหว่างความประหยัดและประสิทธิภาพที่เพียงพอบัสบาร์และเบรกเกอร์ในสวิตช์เกียร์อาจหุ้มฉนวนด้วยพลาสติกเสริมใยแก้วที่ผ่านการบำบัดเพื่อให้มีคุณสมบัติการลามไฟต่ำและป้องกันการไหลของกระแสไฟฟ้าผ่านวัสดุ
ในอุปกรณ์รุ่นเก่าที่ผลิตจนถึงต้นทศวรรษ 1970 อาจพบแผ่นที่ทำจากใยหิน อัด ซึ่งแม้จะเป็นฉนวนที่เหมาะสมที่ความถี่ไฟฟ้า แต่การจัดการหรือการซ่อมแซมวัสดุใยหินอาจทำให้เส้นใยอันตรายลอยอยู่ในอากาศและต้องดำเนินการอย่างระมัดระวัง สายไฟที่หุ้มฉนวนด้วยใยหินอัดถูกนำมาใช้ในงานที่มีอุณหภูมิสูงและทนทานตั้งแต่ทศวรรษ 1920 สายไฟประเภทนี้จำหน่ายโดยGeneral Electricภายใต้ชื่อทางการค้า "Deltabeston" [ 7 ]
แผงสวิตช์ไฟฟ้าแบบมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านจนถึงช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ทำจากหินชนวนหรือหินอ่อน อุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูงบางชนิดได้รับการออกแบบให้ทำงานภายในก๊าซฉนวน แรงดันสูง เช่นซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์วัสดุฉนวนที่ใช้งานได้ดีในกระแสไฟฟ้าและความถี่ต่ำ อาจไม่เหมาะสมในความถี่วิทยุเนื่องจากความร้อนที่เกิดจากการสูญเสียไดอิเล็กตริกมากเกินไป
สายไฟอาจหุ้มฉนวนด้วยโพลีเอทิลีนโพลีเอทิลีนแบบเชื่อมโยง (ทั้งโดยกระบวนการฉายรังสีอิเล็กตรอนหรือการเชื่อมโยงทางเคมี) พีวีซีแคปตัน โพลิเมอร์คล้ายยาง กระดาษชุบน้ำมัน เทฟลอน ซิ ลิโคน หรือเอทิลีนเตตระฟลูออโรเอทิลีน ( ETFE ) ที่ดัดแปลงแล้ว สายไฟขนาดใหญ่กว่าอาจใช้ผงอนินทรีย์อัดแน่น ขึ้นอยู่กับการใช้งาน
วัสดุฉนวนที่มีความยืดหยุ่น เช่นPVC (โพลีไวนิลคลอไรด์)ถูกนำมาใช้เพื่อเป็นฉนวนในวงจรและป้องกันไม่ให้มนุษย์สัมผัสกับสายไฟที่มีกระแสไฟฟ้าไหลอยู่ – ซึ่งก็คือสายไฟที่มีแรงดันไฟฟ้า 600 โวลต์หรือน้อยกว่า อย่างไรก็ตาม วัสดุทางเลือกอื่นๆ มีแนวโน้มที่จะถูกนำมาใช้มากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากกฎหมายด้านความปลอดภัยและสิ่งแวดล้อมของสหภาพยุโรป ทำให้ PVC มีความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจน้อยลง
ในอุปกรณ์ไฟฟ้า เช่น มอเตอร์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า และหม้อแปลงไฟฟ้า มีการใช้ ระบบฉนวน หลายประเภท ซึ่งแบ่งตามอุณหภูมิการทำงานสูงสุดที่แนะนำเพื่อให้มีอายุการใช้งานที่ยอมรับได้ วัสดุมีตั้งแต่กระดาษชนิดปรับปรุงคุณภาพไปจนถึงสารประกอบอนินทรีย์
ฉนวนกันความร้อนประเภทที่ 1 และประเภทที่ 2
อุปกรณ์ไฟฟ้าแบบพกพาหรือแบบมือถือทุกชนิดมีฉนวนหุ้มเพื่อป้องกันผู้ใช้จากอันตรายจากไฟฟ้าช็อต
ฉนวนประเภทที่ 1 กำหนดให้ตัวเครื่องโลหะและชิ้นส่วนโลหะที่สัมผัสได้อื่นๆ ของอุปกรณ์ต้องต่อลงดินผ่านสายดิน ที่ ต่อลงดินที่แผงควบคุมไฟฟ้าหลัก—แต่ต้องการเพียงฉนวนพื้นฐานบนตัวนำเท่านั้น อุปกรณ์นี้ต้องการขาเสียบเพิ่มเติมบนปลั๊กไฟสำหรับต่อลงดิน
ฉนวนคลาส II หมายความว่าอุปกรณ์นั้นมีฉนวนสองชั้นซึ่งใช้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าบางชนิด เช่น เครื่องโกนหนวดไฟฟ้า เครื่องเป่าผม และเครื่องมือไฟฟ้าแบบพกพา ฉนวนสองชั้นกำหนดให้เครื่องใช้ไฟฟ้าต้องมีทั้งฉนวนพื้นฐานและฉนวนเสริม ซึ่งแต่ละชั้นต้องเพียงพอที่จะป้องกันไฟฟ้าช็อตได้ ส่วนประกอบภายในที่มีกระแสไฟฟ้าทั้งหมดจะถูกห่อหุ้มด้วยตัวเครื่องที่มีฉนวนหุ้มอย่างสมบูรณ์เพื่อป้องกันการสัมผัสกับชิ้นส่วนที่มีกระแสไฟฟ้า ในสหภาพยุโรปเครื่องใช้ไฟฟ้าที่มีฉนวนสองชั้นทั้งหมดจะมีสัญลักษณ์เป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสสองอันซ้อนกันอยู่[ 8 ]
ฉนวนสำหรับโทรเลขและสายส่งไฟฟ้า

ตัวนำสำหรับ ระบบส่งไฟฟ้าแรงสูงเหนือศีรษะมักเป็นสายเปลือย และมีฉนวนหุ้มด้วยอากาศโดยรอบ ส่วนตัวนำสำหรับแรงดันต่ำกว่าในระบบจำหน่ายอาจมีฉนวนหุ้มบ้าง แต่ส่วนใหญ่ก็มักเป็นสายเปลือยเช่นกัน จำเป็นต้องมีตัวรองรับฉนวน ณ จุดที่ตัวนำยึดติดกับเสาไฟฟ้าหรือหอส่งไฟฟ้านอกจากนี้ยังจำเป็นต้องมีฉนวน ณ จุดที่สายไฟเข้าสู่ตัวอาคารหรืออุปกรณ์ไฟฟ้า เช่นหม้อแปลงหรือเบรกเกอร์เพื่อเป็นฉนวนป้องกันจากตัวปลอก โดยส่วนใหญ่จะเป็นบูชซึ่งเป็นฉนวนกลวงที่มีตัวนำอยู่ภายใน
วัสดุ
ฉนวนที่ใช้สำหรับการส่งกำลังไฟฟ้าแรงสูงทำจากแก้ว พอ ร์เซเลนหรือวัสดุพอลิเมอร์ผสมพอร์เซเลนเป็นฉนวนที่ทำจากดินเหนียวควอตซ์หรืออะลูมินาและเฟลด์สปาร์และเคลือบด้วยสารเคลือบเงาเรียบเพื่อไล่น้ำ ฉนวนที่ทำจากพอร์เซเลนที่มีอะลูมินาสูงจะใช้ในกรณีที่ความแข็งแรงเชิงกลสูงเป็นเกณฑ์ พอร์เซเลนมีความแข็งแรงทางไฟฟ้าประมาณ 4–10 kV/mm [ 9 ]แก้วมีความแข็งแรงทางไฟฟ้าสูงกว่า แต่ดึงดูดการควบแน่น และรูปทรงที่ไม่สม่ำเสมอหนาๆ ที่จำเป็นสำหรับฉนวนนั้นยากที่จะหล่อโดยปราศจากความเครียดภายใน[ 10 ]ผู้ผลิตฉนวนบางรายหยุดผลิตฉนวนแก้วในช่วงปลายทศวรรษ 1960 และเปลี่ยนไปใช้วัสดุเซรามิกแทน
บริษัทผลิตไฟฟ้าบางแห่งใช้วัสดุคอมโพสิตพอลิเม อร์ สำหรับฉนวนบางประเภท โดยทั่วไปแล้ววัสดุเหล่านี้จะประกอบด้วยแกนกลางที่ทำจากพลาสติกเสริมใยไฟเบอร์และปลอกหุ้มด้านนอกที่ทำจากยางซิลิโคนหรือยางเอทิลีนโพรพิลีนไดอีนโมโนเมอร์ ( EPDM ) ฉนวนคอมโพสิตมีราคาถูกกว่า น้ำหนักเบากว่า และมี คุณสมบัติ กันน้ำได้ ดีเยี่ยม คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในพื้นที่ที่มีมลพิษ[ 11 ]อย่างไรก็ตาม วัสดุเหล่านี้ยังไม่มีอายุการใช้งานที่ยาวนานเท่ากับแก้วและพอร์เซเลน
- สายส่งไฟฟ้าที่รองรับด้วยฉนวนเซรามิกแบบพินในรัฐแคลิฟอร์เนีย
- ฉนวนเซรามิก 10 kV แสดงลักษณะเป็นฝ้า
ออกแบบ

การชำรุดเสียหายทางไฟฟ้าของฉนวนเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าสูงเกินไปสามารถเกิดขึ้นได้สองวิธี:
- การเกิดประกายไฟทะลุ ( Puncture arc)คือการแตกตัวและการนำไฟฟ้าของวัสดุฉนวน ทำให้เกิดประกายไฟผ่านภายในฉนวน ความร้อนที่เกิดจากประกายไฟมักจะทำให้ฉนวนเสียหายอย่างถาวรแรงดันไฟฟ้าทะลุ (Puncture voltage)คือแรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมฉนวน (เมื่อติดตั้งในลักษณะปกติ) ที่ทำให้เกิดประกายไฟทะลุ
- ประกาย ไฟ วาบ (Flashover arc)คือการแตกตัวและการนำไฟฟ้าของอากาศรอบๆ หรือตามแนวพื้นผิวของฉนวน ทำให้เกิดประกายไฟขึ้นตามด้านนอกของฉนวน โดยปกติแล้วฉนวนจะถูกออกแบบมาให้ทนต่อประกายไฟวาบได้โดยไม่เสียหายแรงดันประกายไฟวาบ (Flashover voltage)คือแรงดันที่ทำให้เกิดประกายไฟวาบขึ้น
ฉนวนไฟฟ้าแรงสูงส่วนใหญ่ได้รับการออกแบบให้มีแรงดันวาบไฟต่ำกว่าแรงดันทะลุ เพื่อป้องกันความเสียหายเมื่อเกิดการวาบไฟ
สิ่งสกปรก มลพิษ เกลือ และโดยเฉพาะอย่างยิ่งน้ำบนพื้นผิวของฉนวนไฟฟ้าแรงสูงสามารถสร้างเส้นทางนำไฟฟ้าข้ามฉนวน ทำให้เกิดกระแสรั่วไหลและการเกิดประกายไฟ แรงดันประกายไฟสามารถลดลงได้มากกว่า 50% เมื่อฉนวนเปียก ฉนวนไฟฟ้าแรงสูงสำหรับใช้ภายนอกอาคารได้รับการออกแบบให้มีเส้นทางการรั่วไหลตามพื้นผิวจากปลายด้านหนึ่งไปยังอีกด้านหนึ่งให้ยาวที่สุด ซึ่งเรียกว่าความยาวการคืบคลาน เพื่อลดกระแสรั่วไหลเหล่านี้ให้เหลือน้อยที่สุด[ 12 ]เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ พื้นผิวจะถูกขึ้นรูปเป็นชุดของร่องหรือรูปทรงแผ่นดิสก์แบบวงกลม ซึ่งโดยปกติจะรวมถึงส่วนโค้ง หนึ่งส่วนหรือมากกว่า นั้น พื้นผิวรูปถ้วยที่หันลงด้านล่างซึ่งทำหน้าที่เหมือนร่มเพื่อให้แน่ใจว่าส่วนของเส้นทางการรั่วไหลของพื้นผิวใต้ 'ถ้วย' ยังคงแห้งในสภาพอากาศเปียกชื้น ระยะการคืบคลานขั้นต่ำคือ 20–25 มม./กิโลโวลต์ แต่ต้องเพิ่มขึ้นในพื้นที่ที่มีมลพิษสูงหรือพื้นที่ที่มีเกลือทะเลในอากาศ
ประเภท

ฉนวนไฟฟ้าสามารถจำแนกออกเป็นหลายประเภททั่วไป ดังนี้:
- ฉนวนแบบหมุด - ฉนวนแบบหมุดติดตั้งบนหมุดที่ยึดติดกับคานขวางของเสา ฉนวนจะมีร่องอยู่ใกล้ส่วนบนใต้ส่วนโค้ง ตัวนำจะผ่านร่องนี้และยึดติดกับฉนวนด้วย ลวดอ่อน ที่ทำจากวัสดุเดียวกับตัวนำ ฉนวนแบบหมุดใช้สำหรับการส่งและกระจายสัญญาณการสื่อสารและพลังงานไฟฟ้าที่แรงดันไฟฟ้าสูงถึง 33 กิโลโวลต์ ฉนวนที่ผลิตขึ้นสำหรับแรงดันไฟฟ้าใช้งานระหว่าง 33 กิโลโวลต์ถึง 69 กิโลโวลต์มักจะมีขนาดใหญ่และไม่คุ้มค่าทางเศรษฐกิจ
- ฉนวนแบบเสา - ฉนวนชนิดหนึ่งที่พัฒนาขึ้นในทศวรรษ 1930 มีขนาดกะทัดรัดกว่าฉนวนแบบหมุดทั่วไป และได้เข้ามาแทนที่ฉนวนแบบหมุดจำนวนมากในสายส่งไฟฟ้าแรงสูงถึง 69 kV อย่างรวดเร็ว และในบางรูปแบบ สามารถใช้งานได้ที่แรงดันสูงสุดถึง 115 kV
- ฉนวนแขวน - สำหรับแรงดันไฟฟ้าที่มากกว่า 33 กิโลโวลต์ นิยมใช้ฉนวนแขวน ซึ่งประกอบด้วยแผ่นแก้วหรือแผ่นเซรามิกหลายแผ่นต่อกันเป็นอนุกรมด้วยข้อต่อโลหะในลักษณะเป็นเส้น ตัวนำจะถูกแขวนไว้ที่ปลายด้านล่างของเส้นนี้ ในขณะที่ปลายด้านบนยึดติดกับคานขวางของเสาไฟฟ้า จำนวนแผ่นฉนวนที่ใช้ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้า
- ฉนวนรับแรงดึง - เสา หรือ หอค้ำ ปลายสาย หรือเสา ตรึงสาย ใช้ในบริเวณที่สายส่งตรงสิ้นสุด หรือหักมุมไปในทิศทางอื่น เสาเหล่านี้ต้องรับแรงดึงด้านข้าง (แนวนอน) ของสายส่งตรงยาว เพื่อรองรับแรงดึงด้านข้างนี้ จึงใช้ฉนวนรับแรงดึง สำหรับสายส่งแรงดันต่ำ (น้อยกว่า 11 กิโลโวลต์) จะใช้ฉนวนแบบห่วง แต่สำหรับสายส่งแรงดันสูง จะใช้ฉนวนแบบหัวและหมุด (แบบแขวน) หลายชุด ยึดติดกับคานขวางในแนวนอน เมื่อแรงดึงในสายส่งสูงมาก เช่น ในช่วงข้ามแม่น้ำยาวๆ จะใช้ฉนวนสองชุดขึ้นไปขนานกัน
- ฉนวนแบบห่วง - ในสมัยก่อน ฉนวนแบบห่วงถูกใช้เป็นฉนวนรับแรงดึง แต่ในปัจจุบัน มักใช้กับสายส่งไฟฟ้าแรงดันต่ำ ฉนวนเหล่านี้สามารถติดตั้งได้ทั้งในแนวนอนและแนวตั้ง โดยสามารถยึดติดกับเสาโดยตรงด้วยสลักเกลียว หรือยึดติดกับคานขวางก็ได้
- บูช - ช่วยให้ตัวนำหนึ่งตัวหรือหลายตัวสามารถผ่านสิ่งกีดขวาง เช่น ผนังหรือถัง และแยกตัวนำออกจากสิ่งกีดขวางนั้น[ 13 ]
- ฉนวนเสาไฟฟ้า
- ฉนวนเสาสถานี
- ตัดออก
ฉนวนหุ้ม

ฉนวนหุ้มเป็นฝาครอบป้องกันที่ออกแบบมาเพื่อห่อหุ้มรอบ รางที่สามแบบสัมผัสด้านล่างตลอดความยาวโดยจะสร้างกำแพงความปลอดภัยต่อเนื่องที่ป้องกันการนำไฟฟ้าโดยไม่ได้ตั้งใจหรือการสัมผัสแหล่งจ่ายไฟที่มีกระแสไฟฟ้าโดยมนุษย์[ 14 ]
ฉนวนหุ้มสายไฟมักผลิตจากอีพ็อกซี เนื่องจากวัสดุชนิดนี้มีความเสถียรในระยะยาวและป้องกัน ไม่ให้ กระแสไฟฟ้าไหลไปยังบริเวณที่ไม่ต้องการ ชิ้นส่วนเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันรอบ ส่วนที่ เป็นตัวนำของสายเคเบิลและระบบไฟฟ้าช่วยแยกชั้นโลหะเพื่อหยุดกระแสไฟฟ้าที่ไม่พึงประสงค์ไม่ให้รั่วไหลไปยังสิ่งแวดล้อมโดยรอบ
เซรามิกเป็นวัสดุทางเลือกสำหรับฉนวนเหล่านี้ และถูกนำมาใช้ร่วมกับชิ้นส่วนพลาสติกเพื่อเพิ่มความแข็งแรงโดยรวมของชิ้นส่วนประกอบ พลาสติกมีความยืดหยุ่นและน้ำหนักเบา ในขณะที่เซรามิกสามารถรักษาคุณสมบัติทางกายภาพไว้ได้ภายใต้อุณหภูมิสูงและระดับแรงดันไฟฟ้าสูง
ฉนวนแขวน
| แรงดันไฟฟ้าสาย(kV) | แผ่นดิสก์ |
|---|---|
| 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 |
ฉนวนแบบพินไม่เหมาะสำหรับแรงดันไฟฟ้าที่มากกว่าประมาณ 69 kV ระหว่างสายสายส่ง ไฟฟ้าแรงสูง มักใช้การออกแบบฉนวนแขวนแบบโมดูลาร์ สายไฟจะถูกแขวนจาก "สาย" ของฉนวนรูปจานที่เหมือนกันซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยหมุด โลหะ หรือข้อต่อแบบลูกบอลและเบ้า ข้อดีของการออกแบบนี้คือสามารถสร้างสายฉนวนที่มีแรงดันไฟฟ้าพังทลาย ต่างกัน เพื่อใช้กับแรงดันไฟฟ้าสายที่แตกต่างกันได้ โดยใช้จำนวนหน่วยพื้นฐานที่แตกต่างกัน ฉนวนสายสามารถผลิตได้สำหรับแรงดันไฟฟ้าส่งที่ใช้งานได้จริงโดยการเพิ่มองค์ประกอบฉนวนลงในสาย[ 16 ]นอกจากนี้ หากหน่วยฉนวนใดหน่วยหนึ่งในสายแตก ก็สามารถเปลี่ยนได้โดยไม่ต้องทิ้งทั้งสาย
แต่ละหน่วยประกอบด้วยแผ่นเซรามิกหรือแก้วที่มีฝาโลหะและหมุดยึดติดไว้ที่ด้านตรงข้าม เพื่อให้เห็นหน่วยที่ชำรุดได้ชัดเจน หน่วยแก้วจึงถูกออกแบบมาเพื่อให้แรงดันไฟฟ้าเกินทำให้เกิดประกายไฟทะลุผ่านแก้วแทนที่จะเกิดการลัดวงจรแก้วจะถูกอบด้วยความร้อนจนแตก ทำให้มองเห็นหน่วยที่เสียหายได้ อย่างไรก็ตาม ความแข็งแรงเชิงกลของหน่วยยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้นสายฉนวนจึงยังคงอยู่ด้วยกัน ในทางตรงกันข้ามพอร์เซเลนมีข้อดีในการใช้งานแรงดันสูงเฉพาะด้าน ต่างจากแก้ว พอร์เซเลนสามารถหล่อเป็นรูปทรงที่ซับซ้อนและไม่สม่ำเสมอได้ ทำให้สามารถออกแบบการกระจายความเค้นแบบกำหนดเองได้ ซึ่งทำได้ยากกับแก้วเนื่องจากความเครียดภายในระหว่างการเย็นตัว[ 17 ]ความแข็งแรงของไดอิเล็กตริกสูงของวัสดุ—ประมาณ 60 kV/cm—ยังคงเสถียรในช่วงอุณหภูมิที่กว้าง ทำให้มีประสิทธิภาพที่สม่ำเสมอในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง[ 18 ]ยิ่งไปกว่านั้น เนื้อดินเหนียวทึบแสงของพอร์เซเลนมีความทนทานต่อ การเสื่อมสภาพจากรังสี อัลตราไวโอเลตและการกัดกร่อนทางเคมีตามธรรมชาติ ทำให้มั่นใจได้ว่ามีอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่า 30 ปีโดยไม่สูญเสียความต้านทานไฟฟ้า[ 19 ]ในขณะที่ฉนวนแก้วมีแนวโน้มที่จะแตกหักเองได้จากความไม่สมบูรณ์ของพื้นผิวหรือการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันพอร์เซเลนยังคงรักษาเสถียรภาพทางกลที่ดีเยี่ยมภายใต้แรงดึงและแรงอัดสูง ทำให้เป็นมาตรฐานที่เชื่อถือได้สำหรับอุปกรณ์สถานีไฟฟ้าย่อย[ 20 ]
ฉนวนดิสก์แบบแขวนมาตรฐานมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 25 เซนติเมตร (9.8 นิ้ว) และยาว 15 เซนติเมตร (6 นิ้ว) สามารถรับน้ำหนักได้ 80–120 กิโลนิวตัน (18,000–27,000 ปอนด์มีแรงดันแฟลชโอเวอร์แบบแห้งประมาณ 72 กิโลโวลต์ และมีพิกัดแรงดันใช้งานที่ 10–12 กิโลโวลต์[ 21 ]อย่างไรก็ตาม แรงดันแฟลชโอเวอร์ของสตริงจะน้อยกว่าผลรวมของดิสก์ที่เป็นส่วนประกอบ เนื่องจากสนามไฟฟ้าไม่ได้กระจายอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งสตริง แต่จะมีความแรงสูงสุดที่ดิสก์ที่อยู่ใกล้ตัวนำมากที่สุด ซึ่งจะเกิดแฟลชโอเวอร์ก่อน บางครั้งมีการเพิ่ม วงแหวนปรับ ระดับโลหะ รอบดิสก์ที่ปลายแรงดันสูง เพื่อลดสนามไฟฟ้าข้ามดิสก์นั้นและปรับปรุงแรงดันแฟลชโอเวอร์
ในสายส่งไฟฟ้าแรงสูงมาก ฉนวนอาจถูกล้อมรอบด้วยวงแหวนโคโรนา [ 22 ] โดยทั่วไปวงแหวนเหล่านี้ประกอบด้วยวงแหวนอะลูมิเนียม (พบมากที่สุด) หรือท่อทองแดงที่ติดอยู่กับสายส่ง ออกแบบมาเพื่อลดสนามไฟฟ้า ณ จุดที่ฉนวนติดอยู่กับสายส่ง เพื่อป้องกันการปล่อยประจุโคโรนาซึ่งส่งผลให้เกิดการสูญเสียพลังงาน
- ชุดฉนวนแขวน (ชุดแผ่นดิสก์แนวตั้ง) บนเสาไฟฟ้าแรงสูง 275 kV
- ชุดฉนวนแผ่นแก้วแบบแขวน ใช้ในสายฉนวนแบบแขวนสำหรับสายส่งไฟฟ้าแรงสูง
ประวัติศาสตร์

ระบบไฟฟ้าแรกๆ ที่ใช้ฉนวนคือสายโทรเลขการติดตั้งสายไฟโดยตรงกับเสาไม้พบว่าให้ผลลัพธ์ที่ไม่ดีนัก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพอากาศชื้น
ในระยะการทดลองแรกเริ่มของโทรเลข นักพัฒนาได้ใช้วัสดุอุตสาหกรรมทั่วไป เช่น ไม้และยาง ก่อนที่จะมีการกำหนดมาตรฐานเซรามิกและแก้ววิลเลียม ฟอเธอร์กิลล์ คุกเริ่มแรกใช้บล็อกไม้ขัดเงาเพื่อรองรับสายไฟเปลือยตามแนวทางรถไฟสายตะวันตกใหญ่ โดยมักจะเคลือบด้วยน้ำมันดินหรือยางมะตอยเพื่อเพิ่มความต้านทานต่อความชื้น[ 23 ]ในทำนองเดียวกันยางอินเดียและกัตตาเปอร์ชาซึ่งเป็นเรซินลาเท็กซ์ธรรมชาติ ถูกนำมาใช้เป็นฉนวนที่ยืดหยุ่นสำหรับสายไฟและสายเคเบิลใต้น้ำในยุคแรก เนื่องจากมีคุณสมบัติกันน้ำ[ 24 ]อย่างไรก็ตาม วัสดุทั้งสองชนิดพิสูจน์แล้วว่าไม่เหมาะสมสำหรับการใช้งานกลางแจ้งในระยะยาว ไม้มักดูดซับน้ำและกลายเป็นตัวนำ ทำให้สัญญาณล้มเหลว ในขณะที่ส่วนประกอบยางจะเสื่อมสภาพจาก รังสี อัลตราไวโอเลตและแตกร้าวอย่างรุนแรงเมื่อสัมผัสกับสภาพอากาศ[ 25 ] ความล้มเหลวที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องเหล่านี้ซึ่งเกิดจากการสัมผัสกับสภาพอากาศ ในที่สุดก็ทำให้จำเป็นต้องเปลี่ยนไปใช้ เครื่องปั้นดินเผา และแก้ว ที่มีความเสถียรทางเคมีและทนต่อสภาพอากาศมากขึ้นในช่วงกลางทศวรรษ 1840 [ 26 ]
ในตอนแรก แก้วเป็นที่นิยมในฐานะวัสดุฉนวนหลักเนื่องจากต้นทุนการผลิตต่ำและ คุณสมบัติ ไดอิเล็กทริก ที่ดีเยี่ยม ในสหรัฐอเมริกาEzra Cornellได้แนะนำ "ลูกบิดตู้" ที่ทำจากแก้วในปี 1844 ซึ่งต่อมาได้พัฒนาเป็นฉนวนรูปทรงระฆังที่ผลิตจำนวนมากโดยบริษัทต่างๆ เช่น บริษัท New England Glass Company [ 27 ]แม้ว่าแก้วจะมีประสิทธิภาพสูงในสภาพแวดล้อมที่แห้งและช่วยให้ตรวจสอบข้อบกพร่องภายในได้ง่าย แต่แนวโน้มที่จะดูดซับความชื้นที่พื้นผิวและความเปราะบางต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันมักทำให้เครื่องปั้นดินเผาของอังกฤษเป็นมาตรฐานที่นิยมใช้สำหรับการสื่อสารทางไกลทางรถไฟในช่วงทศวรรษ 1850 [ 28 ]ในช่วงทศวรรษ 1860 ส่วนประกอบแบบเสียบเข้าที่ในยุคแรกๆ เหล่านี้ได้พัฒนาเป็นฉนวนพอร์เซเลน แบบเกลียว และฉนวนแก้วเสริมความแข็งแรงที่รองรับการขยายตัวของเครือข่ายโทรเลขไปทั่วโลก[ 29 ]
การใช้งาน ฉนวนไฟฟ้าเซรามิกอย่างแพร่หลายครั้งแรกเกิดขึ้นระหว่างปี พ.ศ. 2498 ถึง พ.ศ. 2403 [ 30 ]หน่วยรุ่นแรกๆ เหล่านี้ทำจากพอร์เซเลน เคลือบ หรือสโตนแวร์ สีน้ำตาล และได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อทดแทนแก้ว ซึ่งพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพน้อยกว่าในสภาพชื้น[ 31 ]
บริษัทแรกๆ ที่ผลิตฉนวนเซรามิก ได้แก่ บริษัทในสหราชอาณาจักร โดย Stiff and Doultonใช้สโตนแวร์ตั้งแต่กลางทศวรรษ 1840 Joseph Bourne (ต่อมาเปลี่ยนชื่อเป็นDenby ) ผลิตฉนวนเซรามิกตั้งแต่ประมาณปี 1860 และ Bullers ตั้งแต่ปี 1868 CF Varleyจดสิทธิบัตรการออกแบบสโตนแวร์หลายแบบในปี 1861 รวมถึงแบบ "Z" ซึ่งกลายเป็นมาตรฐานสำหรับการสื่อสารทางไกล ทางรถไฟ ตลอดทศวรรษ 1870 [ 32 ]
ภายในทศวรรษ 1890 เครื่องเคลือบดินเผาได้กลายเป็นมาตรฐานสากลสำหรับการส่งกระแสไฟฟ้าแรงสูงเนื่องจากความแข็งแรงและคุณสมบัติทางไดอิเล็กตริก[ 33 ]
การพัฒนาฉนวนแขวนถือเป็นความก้าวหน้าที่สำคัญที่ทำให้สามารถขยายการส่งกำลังไฟฟ้าแรงสูง สมัยใหม่ได้ ก่อนนวัตกรรมนี้ อุตสาหกรรมอาศัย การออกแบบ ฉนวนแบบพินอย่างไรก็ตาม เมื่อแรงดันไฟฟ้าของสายส่งเข้าใกล้และเกิน 60,000 V หน่วยเหล่านี้ก็มีขนาดใหญ่และหนักเกินไป[ 34 ]ข้อจำกัดในการผลิตและการติดตั้งทำให้มีขีดจำกัดที่ใช้งานได้จริงอยู่ที่ประมาณ 88,000 V สำหรับหน่วยชิ้นเดียว เนื่องจากความเครียดทางกลและทางไฟฟ้าที่รุนแรง[ 35 ]
ฉนวนแบบแขวนสามารถเอาชนะข้อจำกัดเหล่านี้ได้โดยใช้การออกแบบแบบโมดูลาร์ แต่ละหน่วยประกอบด้วย แผ่น เซรามิกหรือแก้วที่มีฝาโลหะและหมุด ทำให้สามารถเชื่อมต่อเป็นสายฉนวนที่มีความยาวตามต้องการเพื่อให้ตรงกับแรงดันไฟฟ้าเฉพาะของสายส่ง[ 36 ]ความยืดหยุ่นนี้ไม่เพียงแต่ช่วยให้สามารถส่งแรงดันไฟฟ้าได้สูงขึ้น—ซึ่งมักจะเกิน 500,000 V—แต่ยังช่วยให้มั่นใจได้ว่าภาระทางกลจะกระจายออกไป รักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างของเสาและชุดตัวนำ[ 37 ]
ฉนวนของเสาอากาศ

โดยทั่วไปเสาอากาศวิทยุกระจายเสียง มักสร้างเป็นแบบเสาแผ่รังสีซึ่งหมายความว่าโครงสร้างเสาทั้งหมดได้รับพลังงานจากแรงดันไฟฟ้าสูงและต้องแยกออกจากพื้นดิน จึง ใช้ฐานยึดที่ทำจากสเตี ยไทต์ซึ่งต้องทนทานต่อแรงดันไฟฟ้าของเสาแผ่รังสีลงดิน ซึ่งอาจสูงถึง 400 กิโลโวลต์ในเสาอากาศบางชนิด รวมถึงน้ำหนักของโครงสร้างเสาและแรงไดนามิก จึงจำเป็นต้องมี อุปกรณ์ป้องกันประกายไฟและอุปกรณ์ดักจับฟ้าผ่าเนื่องจากฟ้าผ่าเสาเป็นเรื่องปกติ
สายยึดเสาอากาศมักจะมีฉนวนรับแรงดึงแทรกอยู่ภายในสายเคเบิล เพื่อป้องกันแรงดันไฟฟ้าสูงบนเสาอากาศไม่ให้ลัดวงจรลงดินหรือก่อให้เกิดอันตรายจากไฟฟ้าช็อต บ่อยครั้งที่สายยึดจะมีฉนวนหลายชิ้นวางเรียงกันเพื่อแบ่งสายเคเบิลออกเป็นท่อนๆ ป้องกันการเกิดการสั่นพ้องทาง ไฟฟ้าที่ไม่พึงประสงค์ ในสายยึด ฉนวนเหล่านี้มักทำจากเซรามิกและมีรูปทรงกระบอกหรือรูปไข่ (ดูภาพ) โครงสร้างแบบนี้มีข้อดีคือ เซรามิกจะอยู่ภายใต้แรงอัดแทนที่จะเป็นแรงดึง ดังนั้นจึงสามารถรับน้ำหนักได้มากกว่า และหากฉนวนแตก ปลายสายเคเบิลก็ยังคงเชื่อมต่อกันอยู่
ฉนวนเหล่านี้ต้องติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันแรงดันเกินด้วย สำหรับขนาดของฉนวนยึดสาย ต้องคำนึงถึงประจุไฟฟ้าสถิตบนสายยึดด้วย สำหรับเสาสูง ประจุไฟฟ้าสถิตอาจสูงกว่าแรงดันที่เกิดจากเครื่องส่งสัญญาณมาก จึงจำเป็นต้องแบ่งสายยึดด้วยฉนวนหลายส่วนบนเสาที่สูงที่สุด ในกรณีนี้ สายยึดที่ต่อลงดินที่ฐานยึดผ่านขดลวด หรือถ้าเป็นไปได้ ต่อลงดินโดยตรง จะเป็นตัวเลือกที่ดีกว่า
สายนำสัญญาณที่เชื่อมต่อเสาอากาศกับอุปกรณ์วิทยุ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง แบบ สายคู่มักจะต้องอยู่ห่างจากโครงสร้างโลหะ อุปกรณ์รองรับที่มีฉนวนหุ้มที่ใช้เพื่อจุดประสงค์นี้เรียกว่าฉนวนรองรับ (standoff insulators )
ดูเพิ่มเติม
- สตีเฟน เกรย์ – นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ
- วัสดุไดอิเล็กทริก
- การนำไฟฟ้า
หมายเหตุ
- ^ a b Ashcroft, Neil W.; Mermin, N. David (1976). "12 แบบจำลองกึ่งคลาสสิกของพลศาสตร์อิเล็กตรอน" ฟิสิกส์ของของแข็งนิวยอร์ก: Holt, Rinehart and Winston. ISBN 978-0-03-083993-1.
- ^ SL Kakani (1 มกราคม 2548). ทฤษฎีและการประยุกต์ใช้ทางอิเล็กทรอนิกส์ . New Age International. หน้า 7. ISBN 978-81-224-1536-0.
- ^เวย์กูด, เอเดรียน (19 มิถุนายน 2013). บทนำสู่ศาสตร์ทางไฟฟ้า . รูทเลดจ์ . หน้า 41. ISBN 978-1-135-07113-4.
- ^ Klein, N.; Gafni, H. (1966). "ความแข็งแรงไดอิเล็กทริกสูงสุดของฟิล์มซิลิคอนออกไซด์บาง" IEEE Trans. Electron Devices . 13 (2): 281. Bibcode : 1966ITED...13..281K . doi : 10.1109/T-ED.1966.15681 .
- ^ Inuishi, Y.; Powers, DA (1957). "การแตกตัวทางไฟฟ้าและการนำไฟฟ้าผ่านฟิล์มไมลาร์". J. Appl. Phys . 58 (9): 1017– 1022. Bibcode : 1957JAP....28.1017I . doi : 10.1063/1.1722899 .
- ^ Belkin, A.; และคณะ (2017). "การฟื้นตัวของนาโนคาปาซิเตอร์อะลูมินาหลังจากการพังทลายเนื่องจากแรงดันสูง" Scientific Reports . 7 (1): 932. Bibcode : 2017NatSR...7..932B . doi : 10.1038/s41598-017-01007-9 . PMC 5430567 . PMID 28428625 .
- ^เบอร์นาร์ด, แฟรงค์; เบอร์นาร์ด, แฟรงค์ เอช. (1921). EMF Electrical Year Book . Electrical Trade Pub. Co. หน้า 822.
- ^ "ทำความเข้าใจเกี่ยวกับระดับฉนวนของ เครื่องใช้ไฟฟ้าตามมาตรฐาน IEC: ระดับ I, II และ III" Fidus Power 6 กรกฎาคม 2018 เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 17 กุมภาพันธ์ 2020 เรียกดูเมื่อ16 ตุลาคม 2018
- ^ "ฉนวนไฟฟ้าเซรามิก" (PDF)เอกสารข้อมูลจำเพาะของผลิตภัณฑ์ บริษัท ยูนิเวอร์แซ ลเคลย์ โปรดักส์ จำกัด เก็บถาวรจากต้นฉบับ(PDF)เมื่อวันที่ 20 กุมภาพันธ์ 2552 เรียกดูเมื่อวันที่ 19 ตุลาคม 2551
- ^คอตตอน, เอช. (1958). การส่งและการกระจายพลังงานไฟฟ้า . ลอนดอน: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยอังกฤษ.คัดลอกมาจากหน้าการใช้งานฉนวนไฟฟ้าของ AC Walker ใน ส่วน ข้อมูลฉนวนไฟฟ้า
- ^ Hu, Yi; Liu, Kai (2017). "เทคโนโลยีการตรวจจับสายส่ง" เทคโนโลยีการตรวจสอบและติดตามสายส่งด้วยการสำรวจระยะไกล : 205– 279. doi : 10.1016/B978-0-12-812644-8.00004-7 . ISBN 978-0-12-812644-8ฉนวน
คอมโพสิตสามารถทนต่อลมและฝนได้ดี และมีประสิทธิภาพในการทำความสะอาดตัวเองได้ดีภายใต้สภาวะลมและฝน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องตรวจสอบมลภาวะเพียงครั้งเดียวทุกๆ 4-5 ปี และใช้เวลาในการซ่อมแซมและการหยุดจ่ายไฟน้อยลง
- ^ Holtzhausen, JP "ฉนวนไฟฟ้าแรงสูง" (PDF) . IDC Technologies. เก็บถาวรจากต้นฉบับ(PDF)เมื่อวันที่ 14 พฤษภาคม 2014 . สืบค้นเมื่อ17 ตุลาคม 2008 .
- ^ IEC 60137:2003. 'บูชฉนวนสำหรับแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่สูงกว่า 1,000 V.' IEC, 2003.
- ^สมาคมวิศวกรรมและการบำรุงรักษาทางรถไฟแห่งอเมริกา (2024). "ระบบพลังงานไฟฟ้า ตอนที่ 7". คู่มือวิศวกรรมทางรถไฟ . เล่ม 4 (ฉบับปี 2024). AREMA . หน้า 1–4 . ISSN 1542-8036 .
- ^ Diesendorf, W. (1974). การประสานงานฉนวนในระบบไฟฟ้าแรงสูงสหราชอาณาจักร: Butterworth & Co. ISBN 0-408-70464-0.นำมาพิมพ์ซ้ำในหัวข้อแรงดันไฟเกินและการเกิดประกายไฟบนเว็บไซต์ข้อมูลฉนวนของ AC Walker
- ^ Donald G. Fink, H. Wayne Beaty (บรรณาธิการ),คู่มือมาตรฐานสำหรับวิศวกรไฟฟ้า ฉบับที่ 11 , McGraw-Hill, 1978, ISBN 0-07-020974-Xหน้า 14-153, 14-154
- ^วัสดุฉนวน: แก้วและพอร์เซเลนเป็นวัสดุหลัก (2016). สายส่งไฟฟ้า.
- ^วิธีการทำงานของฉนวนไฟฟ้าแรงสูง (2025). L&R Electric Group.
- ^ประเภทของฉนวน: คอมโพสิต พอร์เซเลน และอื่นๆ (2026). เจคซานี.
- ^ข้อดีของฉนวนเซรามิก (2022). โลกแห่งฉนวน.
- ^กริกส์บี, เลียวนาร์ด แอล. (2001). คู่มือวิศวกรรมพลังงานไฟฟ้า . สหรัฐอเมริกา: สำนักพิมพ์ซีอาร์ซี . ISBN 0-8493-8578-4.
- ^ Bakshi, M (2007). การส่งและการจำหน่ายพลังงานไฟฟ้า . สิ่งพิมพ์ทางเทคนิค. ISBN 978-81-8431-271-3.
- ^ British Telephones. (2025). การก่อสร้างสายส่งไฟฟ้าเหนือศีรษะของ GPO: ประวัติและการพัฒนาของฉนวน.
- ^ JSTOR Daily. (2023). ประวัติศาสตร์ยุคอาณานิคมของโทรเลข.
- ^ Falconer Electronics. (2020). ฉนวนสายไฟในศตวรรษที่สิบเก้า: จุดเริ่มต้นของฉนวนสายไฟ
- ^สมาคมโบราณคดีประวัติศาสตร์ (1977). บทนำเกี่ยวกับฉนวนพอร์เซเลน
- ^ Mabee, C. (1943). The American Leonardo: A Life of Samuel Morse. Knopf.
- ^ Standage, T. (1998). อินเทอร์เน็ตในยุควิกตอเรีย. Walker & Company.
- ^สมาคมฉนวนแห่งชาติ (2021). วิวัฒนาการของฉนวนเซรามิก
- ^ประวัติความเป็นมาของการใช้เซรามิกในบล็อกเชื่อมต่อ JPC ฝรั่งเศส
- ^ประวัติโดยย่อของฉนวนเซรามิก Insulators.info
- ^ฉนวนเซรามิกทั่วโลก สมาคมฉนวนแห่งชาติ
- ^ Taylor, JR และ Bull, AC (1986). เทคโนโลยีเคลือบเซรามิก. สำนักพิมพ์ Pergamon.
- ^ประวัติความเป็นมาของฉนวนแขวน (2024). เว็บไซต์อ้างอิงฉนวน.
- ^ Peaslee, WDA (1920). ฉนวนแขวนและปัญหาของมัน. AIEE Transactions.
- ^วิศวกรรมไฟฟ้าแรงสูง: หลักการพื้นฐาน (2025). โลกแห่งไฟฟ้า.
- ^ฉนวนสายส่ง: การออกแบบและการใช้งาน (2023). คู่มือวิศวกรรมไฟฟ้า.