以电线杆绝缘子为例,高压架空线若有绝缘层,就会不必要地增加导线的重量,而且它还会降落导体到大气的热传导率,导体产生的热量被困在绝缘层和导体之间,这可能会破坏电线,以是很多架空线都是裸导线。
但是袒露的导线会面临着一个这样的问题。若没有绝缘子,高能电子会从电线跳到导体,从而导致火花,大略的办理方案是在须要的地方放置一个绝缘体。
绝缘体被放置在电线和横担之间,如图1 所示。现在我们已经将电线与横担完美隔离了。但有一个小问题,借助仿真软件研究绝缘体周围的电场线分布,可以创造绝缘体还不能完备绝缘。

图1
下图2所示便是绝缘体周围的电场分布图,这里电场线穿过绝缘体和周围空气。可能有的人见过电闪络征象。我们所能看到的所有电闪络都是通过空气发生的,以是我们有必要仔细不雅观察空气的电场。
图2
从横切面看,在等电位的情形下,越靠近绝缘体的电场线越密,这意味着绝缘体表面附近的原子所承受的电场力比外围空气的原子所承受的电场力更大。以是绝缘体表面的原子更有可能首先被电离并启动闪络。
显然,上文的电闪络过程以及类似情形发生于圆柱形绝缘体,方案中绝缘体表面附近的电场线数量相称多,闪络的可能性很高。不过我们可以这样办理它,直接添加一个大略圆盘,如下图3所示。
图3
添加圆盘后明显减少了空气中的电场线数量,纵然电场强度相同。但这又有另一个问题,那便是下雨时水点的传导路径问题。由于圆盘的平面构造,雨水会顺着圆盘形成导电水路。
我们都知道,雨伞是一种很好的避雨工具,类似的,我们修正圆盘设计,让它也成为一把雨伞。显然,此时水点不会积聚在绝缘体上,因此减少了导电水路的机会。其余,我们还可以通过添加更多的雨伞来最小化这些机会。终极,一种完全的电线杆绝缘子就此产生。
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