Cả sứ cách điện và kính (thủy tinh) cách điện đều được sử dụng rộng rãi trên các trụ truyền tải và phân phối để cách điện các dây dẫn trên không với trụ điện. Dù cùng có đặc tính cách điện nhưng giữa chúng có một số đặc điểm, tính chất cụ thể khác nhau.
Sứ cách điện (Porcelain Insulator)
Sứ là vật liệu gốm, được làm từ đất sét có sẵn tự nhiên dưới dạng nhôm silicate. Hỗn hợp nhôm silicate trộn với cao lanh, fenspat và thạch anh, được nung nóng trong lò nung ở nhiệt độ được kiểm soát để tạo ra chất cách điện mịn, dai, không bị xốp. Điều này giúp cho sứ cách điện có độ cứng.
Sứ cách điện tốt, không giãn nở nhiệt, có độ bền điện môi 60 kV/cm, cường độ nén 70.000 kg/cm2, độ bền kéo khoảng 500 kg/cm2.
Thủy tinh cách điện (Glass Insulator)
Kính cường lực được sử dụng để chế tạo vật liệu cách điện này. Vật liệu thủy tinh được làm nóng lên, sau khi nung chảy, làm mát, nó mang lại độ bền điện môi rất cao, lên tới 140 kV/cm.
Chất cách điện bằng kính cường lực được sử dụng rộng rãi trong truyền tải điện áp cao (trên 500 kV) trên toàn thế giới. Chúng có điện trở suất rất cao. Một trong những ưu điểm nhất là kính cách điện bị lỗi hoặc phát ra tia lửa có thể dễ dàng phát hiện nhờ thiết kế trong suốt.
Kính cách điện có cường độ nén và độ bền kéo lần lượt là 10.000 kg/cm2 và 35.000 kg/cm2.
So sánh giữa sứ cách điện và thủy tinh cách điện
Bảng so sánh sau đây cho thấy những điểm khác nhau giữa sứ cách điện và thủy tinh cách điện.
Sứ cách điện |
Thủy tinh cách điện |
Làm bằng vật liệu gốm như đất sét, nhôm silicat, cao lanh nhựa, fenspat |
Làm bằng kính cường lực |
Chắc chắn về mặt cơ học |
Hơi yếu hơn sứ về mặt cơ học |
Độ bền điện môi ít hơn (60 kV/cm) |
Độ bền điện môi cao (140 kV/cm) |
Cường độ nén cao (70.000 kg/cm2) |
Cường độ nén thấp (10.000 kg/cm2) |
Độ bền kéo thấp (500 kg/cm2) |
Độ bền kéo cao (35.000 kg/cm2) |
Ít ảnh hưởng của nhiệt độ hơn nhưng hỗ trợ tự phục hồi |
Ít ảnh hưởng của nhiệt độ và không bị nóng lên dưới ánh sáng mặt trời |
Độ ẩm và hạt mưa không đọng lại trên bề mặt. Do đó, ít có khả năng xảy ra hiện tượng rò rỉ dòng điện bên trong sứ |
Có nguy cơ rò rỉ dòng điện do hơi ẩm và các hạt mưa ngưng tụ, đọng lại trên bề mặt kính |
Các lỗi không dễ dàng tìm thấy từ bên ngoài vì chúng không trong suốt như thủy tinh |
Các lỗi có thể phát hiện bên ngoài vì thiết kế trong suốt so với sứ. Ví dụ phát hiện kính vỡ |
Bề mặt bên ngoài không mịn, trong suốt như kính nên dễ hình thành lớp bụi theo thời gian |
Bề mặt bên ngoài mịn và trong suốt nên ít khả năng hình thành các lớp bụi |
Không dễ dàng nhìn thấy tạp chất do vật liệu không trong suốt. |
Do tính trong suốt nên có thể dễ dàng phát hiện bọt khí và các tạp chất |
Hiệu suất chống ô nhiễm không cao |
Hiệu suất chống ô nhiễm cao hơn so với sứ |
Các đặc tính điện và cơ học thay đổi theo thời gian (lão hóa) |
Các đặc tính điện và cơ học ổn định trong một thời gian dài sử dụng. |
Điện trở riêng thấp |
Điện trở riêng cao, hệ số giãn nở nhiệt thấp |
Không đồng nhất (chất liệu bên ngoài và bên trong là khác nhau). |
Đồng nhất (chất liệu bên ngoài và bên trong là như nhau) |
Không nhiều mẫu mã đẹp |
Mẫu mã đẹp |
Nặng hơn |
Nhẹ hơn |
Dễ dàng vận chuyển |
Vận chuyển cần sự cẩn thận |
Dễ dàng lắp đặt |
Dễ dàng lắp đặt |
Được sử dụng cho điện áp cao |
Được sử dụng cho điện áp cao |
Tương đối phức tạp để thiết kế |
Do độ bền điện môi cao nên dễ thiết kế |
Chi phí thấp |
Chi phí thấp hơn so với sứ |
Sử dụng phổ biến ở châu Á, châu Phi |
Chủ yếu sử dụng ở Mỹ, Canada, Anh,… |