С развитието на енергетиката, непрекъснатото разширяване на преносния капацитет и нарастващите нива на напрежение на преносните линии и подстанциите, изискванията за изолатори в енергийните системи стават все по-строги. Традиционните порцеланови или стъклени изолатори, които се използват повече от 100 години в далекопроводи за високо напрежение, имат както предимства, така и недостатъци. Те включват това, че са тежки и крехки, имат ниска устойчивост на замърсяване и са склонни към разрушаване на вътрешната изолация. Следователно има спешна нужда от нов тип изолатор, който да замени традиционните порцеланови изолатори. С бързото развитие на химическата промишленост и появата на нови композитни материали се появи ново поколение изолатори, направени предимно от органични материали - композитни изолатори.
Композитните изолатори са отличен избор за лесен монтаж или за използване в зони с високи нива на замърсяване. Те са съставени от композитна структура, направена от два или повече вида органични материали. Композитните изолатори, използвани в електрическите мрежи, са предимно окачени изолатори с форма на прът.
Основната структура на изолатора е показана на диаграмата по-долу:
1. Крайни фитинги: Крайните фитинги са металните части на композитния изолатор, служещи като компоненти за предаване на механично натоварване. Те свързват изолатора към кулата и проводниците и тяхното качество пряко влияе върху механичната якост и ефективността на композитния изолатор.
2. Сърцевинен прът: Сърцевинният прът, известен също като пултрузиран епоксиден прът, подсилен със стъклени влакна, е основната носеща част на композитния изолатор и основният компонент на вътрешната изолация. Трябва да притежава висока механична якост, отлични изолационни свойства и дълготрайна стабилност. Материалът на сърцевината на пръта обикновено е подсилен със смола еднопосочен пултрудиран прът от стъклени влакна. Той действа като гръбнакът на композитния изолатор, поддържайки навесите, осигурявайки вътрешна изолация, свързвайки крайните фитинги и понасяйки механични натоварвания. С якост на опън, обикновено надвишаваща 600 MPa, сърцевината е два пъти по-здрава от обикновената стомана и 5-8 пъти по-здрава от порцелана. Освен това има добри диелектрични свойства, химическа устойчивост, устойчивост на умора при огъване, устойчивост на пълзене и устойчивост на удар.
3. Навеси (Корпус): Навесите или корпусът образуват външната изолационна част на композитния изолатор. Тяхната роля е да осигурят висока устойчивост срещу мокри и замърсени пламъци, предпазвайки сърцевината от атмосферно излагане. Навесите са изложени на външни условия, издържат на сурово време и промишлено замърсяване и могат да страдат от искрови разряди или частична дъгова ерозия по време на работа. Следователно, навесите трябва да имат отлична устойчивост на пламък срещу замърсяване, устойчивост на проследяване и ерозия, както и устойчивост на озон, високи температури и атмосферно стареене.
Допълнителен компонент
Адхезивен слой: Адхезивният слой е интерфейсът между сърцевината и корпуса, простиращ се между двата крайни фитинга. Това е друга критична част от вътрешната изолация на композитния изолатор. Лошото качество на лепилото може да се превърне в слабо място в работата на изолатора.
Тези компоненти заедно осигуряват превъзходна електрическа изолация, механична якост и издръжливост на композитния изолатор, което го прави подходящ заместител на традиционните порцеланови изолатори, особено в среда с високо напрежение и замърсени среди.