Katı Yalıtkanlar

Yalıtkanlar grubunun önemli bir kısmını oluşturan katı yalıtkanlar çeşitli sınıflara ayrılırlar.Organik  Katılar: Bunlaraörnek olarak ağaç liflerinden yapılan kağıt, conta kartonu bez ve pamuk gösterilebilir. Yalıtkan  kâğıtgenellikle kondansatör yapımında, conta kartonu transformatörde yalıtım amacı ile kullanılır. Plastik Katılar: Elektrikselyapı malzemesi ve yalıtkan olarak kullanılan plastikler sınıfında sentetik reçineler, sıvı camlar ve çimentolar sayılabilir. Elastomerler: Elastiközelliklere sahip olup, kuvvet altında uzayıp, kuvvet kalktığında eski durumuna dönen yalıtkanlardır. Doğal ve sentetik lastik bu grubun karakteristik örnekleridir. Lastiğin % 1-3 oranında kükürt ile vulkanizasyonu sonucu yumuşak ve elastik; % 25-50 oranında kükürtle vulkanizasyonu sonucu de sert lastikler elde edilmektedir. Bu sert lastiklere  ebonit adı verilir. Camlar: SiO2 in sodyum, potasyum ve kalsiyum oksitleri ile ısıtılması sonucu elde edilen camlar elektrik endüstrisinde yalıtkan olarak, ampuller ile vakum lambalarının kılıflarının yapımında kullanılmaktadır.
Porselenler: Çokiyi ısı veelektrik yalıtkan olan porselenler kaolin, kil, kuartz ve feldsparın karışımıdır. Porselenin sırlanıp tekrar pipirilmesi ile su absorbsiyonu çok az olan elektriksel porselenler elde edilir.
Mika: Kristalyapıya sahip bir mineral olan mika kolayca yapraklar halinde ayrılabilir, çok iyi ısı ve elektrik yalıtkandır. Su absorbsiyonu çok düşüktür. Mikanın vernik veya reçine ile karıştırılması sonucu hazırlanan ve mikanit ticari adı ile satılan tipi de çeşitli amaçlarla kullanılmaktadır.

Katı-yalıtkan-maddelerde-sınır-yüzeylerinde-görülen-deşarj Parafin  Mum: Birpetrol  türevi olan ve 55 0C da ergiyen parafin mumu genellikle kondansatör kâğıtlarında ve conta kartonunda kullanılır. Burada parafin bu  materyallerin su absorbsiyonunu azaltır.
1 Katı Yalıtkan Çeşitleri
1.1 Katı Organik Yalıtkanlar
Genelde hayvansal ya da bitkisel kaynaklı organik maddeler bir birine benzer izolasyon özellikleri gösterir. Bu tip malzemeler kolaylıkla cihazlara monte edilebilirler ve esasında oldukça iyi yalıtkanlardır. En büyük dezavantajları 100 0C den büyük sıcaklıklarda mekanik ve elektriksel özelliklerinin hızla bozulmasıdır.
1.2 Katı İnorganik Yalıtkanlar
Porselen ve cam bu kategoriyeait en önemli izolasyon malzemelerdir. Pratikte daima yapısal kusur olarak gaz baloncukları ve kolay işlenemez yabancı madde parçacıkları  içerir. Geneldeinorganik maddeler iyi yalıtkanlardır, ancak bu tip izolatörlerin yapımı oldukça zordur. İnorganik yalıtkanlar içinde porselen önemli yer tutar. Lakin porselen multifaz bir seramik maddedir ve  alüminyum silikatın ısıtılmasıyla elde edilir. Elde edilen bu madde gözeneklidir, bu da doğal olarak izolatörün mekanik özelliklerininegatif etkiler.
Cam, mekanik açıdan porselen kadar sağlam bir madde değildir. Bunun başlıca sebebi yüzeyinde bulunan ve belirli bir kritik büyüklüğe eriştikten sonra tüm kütleyi etkileyen mikroskobik çatlaklardır. Cam izolatörlerde oldukça yüksek bir enerji, yüzeyin altında gerilip sıkıştırılmış bir halde bulunur. Herhangi bir sebeple meydana gelen bir çatlak bu enerjinin ve dolayısıyla bütün kütlenin kübik parçacıklar halinde dağılması sebep olur.
1.3 Katı Sentetik Yalıtkanlar
Sentetik ya dapolimer izolatörler kendisini tekrar eden uzun molekül zincirinden oluşurlar. Sentetik malzemeleri 3 ana başlık altında toplayabiliriz.
Termoplastik 
Termoplastik polimer malzemeler düşükerime sıcaklığına sahiptir. Moleküler açıdan çapraz bağlı oldukları için,erime sıcaklıkları altında çeşi tli kalıplara sokulabilirler.
Termoset
Termoset polimer malzemeler ısıya bağımlıdırlar, yani sıcaklığın artması ile beraber kayda değer oranda mekanik güçlerini artırır ve sertleşirler. Polimerin içerisine katalizör malzemenin karıştırılması ile birlikte karışım istenilen şekle ve ya kalıba dökülebilir. Bazı durumlarda katalizör oda sıcaklığında bile çapraz bağ oluşumunu başlatsa da genelde bu reaksiyonun başlatılması için ısıtılması gerekir.
Lastik
Uygulanan kuvvetle birlikte gerilmeye uğrar, kuvvetin kaldırılması ile birlikte eski haline döner. Kuvvet uygulandığı takdirde moleküller yanlara kayarak yer değiştirirler, ancak çapraz bağlantı kalıcı deformasyonu önler.
2 Katı Yalıtkanlarda Delinme
Katı yalıtkanlarda bozulma, sıvılardan ve gazlardan farklıdır. Gazlar bozulma gerçekleştikten sonra tamameneski hallerine dönebilirler. Sıvılar bozulma olduktan sonra bir kısmı eski haline dönebilir. Katılar ise eski haline dönemezler. Katılarda delinme, yalıtkana uygulanan stresin süresine bağlıdır.
2.1 İzolatörlerde Bozulmalar
Tüm yalıtkanlar  kullanım süreleri boyunca çeşitli elektriksel, termal ve mekaniksel streslerin yanı sıra aşırı akım ve gerilimlere maruz kalırlar. Nem, ısıl değişiklik, güneş ışını UV etkisi, mekaniksel gerilmeler ve benzeri çevresel faktörler yalıtkanlarda yaşlanmayı hızlandırmaktadır. Bunların yanı sıra izolatörlerde titreşim etkisi de izolatör üzerinde mekaniksel ve elektriksel b ozukluklar oluşturur. Yaşlanma yüksek gerilim izolatörlerinde kanal oluşumu, kısmi deşarj ve ısınma gibi olumsuz etkileri ile yalıtkanın kullanım ömrünü kısaltır.
2.2 Ani Delinme
Eğer bir malzemenin dayanma gücü sadece kimyasal yapısına ve dielektrik özelliklerine  bağımlı olarak ifade ediliyorsa buna ani delinme denir. Ani delinme dayanımına yalıtkan içindeki elektronların uygulanan alandan kazandıkları enerjinin elektronların birleşme değerinden iletim bandına geçmelerini önleyen engeli aşmalarına yeterli olması durumunda erişildiği kabul edilir.

2.3 Elektromekaniksel Delinme
Yalıtkan malzemenin kimyasal birleşim konfigürasyonları, üretim teknikleri, merkezkaç kuvvetleri ve vibrasyon nedeni ile malzemenin fiziksel açıdan etkilenmesi ile görülen bozulma türüdür.
Oksidasyon, ozon, radyasyon, nem ve kimyasallar yalıtkanın ömrünü fiziksel olarak bozan etmenler arasındadır. Fiziksel bozulmaya yol açan malzemelerden olan rutubet, su formunda veya nem olarak karşımıza çıkar. Kırılmaksızın dikkate değer bir oranda şekil değişimine dayanabilen cisimler, statik elektrik basın, mekanik basınca eşit veya ondan daha büyük olduğu  takdirdekırılabilirler. Statik elektrik basınç yalıtkana gerilim uygulanması durumunda yüzlerdenbirinde pozitif değerindenegatif yüzey yükleri oluşmasından ileri gelir.

2.4 Elektriksel veya Kanal Delinmesi
Bir katı yalıtkan numune içine tam olarak gömülmüş elektrotlara bir gerilim uygulandığı zaman, katottan itibaren bir elektron çarpma suretiyle çoğalarak bir elektron çığı meydana  getirebilir. Bu çığ bellibir kritik yolu aşınca kanala dönüşür ve sonuç olarak delinme meydana gelir. Delinme genel olarak  tek birboşalma kanalından ibaret değildir. Yalıtkan numune içine gömülmüş çubuk düzlem elektrot sistemine bir darbe gerilimi uygulanırsa ağaca benzer delinme kanalları meydana gelir.

2.5 Yüzey Aşınımı
Yüzey aşınımı daha çok polimerik izolatörlerde gözlenen bir bozulma biçimidir. Yüzey aşınımı sonucunda, izolatörün yüzeyi yanmaya bağlı olarak karbonlaşır ve o bölgede bir iz meydanagelir. Yüzeyde oluşan iz ve oluşum süresi, izolatörde kullanılan polimerin moleküler yapısına gerilime, elektrot tipine, tes sırasında yüzeyden akan suyun akış hızına bağlıdır. Yüzey aşınımı oldukça karmaşık bir yapıya sahiptir.

2.6 Erozyon Aşınımı
Elektriksel malzemelerde kullanım sırasında özellikle yüksek gerilim kablolarındaki başlıca bozulma nedenlerinden biridir. Malzeme üretimi sırasında içinde kalan hava kanallarında elektriksel deşarjların oluşması gerçekleşir. Genelde bu boşluk ve kanalların içindeki hava veya diğer gazların dielektirk dayanımı katı yalıtkanın dayanımı katı yalıtkanın dayanımından daha az olması nedeniyle boşluktaki veya  kanaldaki elekrikalanın değeri yükselir ve bunun sonucunda yalıtkanda erozyon görünür.

2.7 Boşluk Delinmesi
İzolasyon sistemlerinde daima yalıtkan malzemenin daima yalıtkan malzemenin içinde veya elektrot-yalıtkan malzeme arasında bazı boşluklar veya oyuklar bulunur. Bu boşluklar genellikle delinme dayanımı katı yalıtkanlardan daha düşük olan gaz veya sıvı yalıtkanlarla doludur. Bu dolgu malzemelerinin dielektrik katsayıları katı yalıtkanınkinden daha küçüktür. Dolayısıyla bu bölgelerde katı yalıtkana oranla daha büyük bir alan şiddeti meydana gelir. Yalıtkanın normal şartlarda zorlanması durumundabile boşluğun uçlarındaki gerilimini aşabilir ve yalıtkan zamanla delinir.

2 Comments

Sen de Bir Yorum Yaz

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir