Sa razvojem elektroenergetske industrije, kontinuiranim širenjem prenosnih kapaciteta i sve većim naponskim nivoima dalekovoda i trafostanica, zahtjevi za izolatorima u elektroenergetskim sistemima postaju sve strožiji. Tradicionalni porculanski ili stakleni izolatori, koji se koriste više od 100 godina u visokonaponskim dalekovodima, imaju i prednosti i nedostatke. To uključuje da su teški i krhki, da imaju nisku otpornost na zagađenje i da su skloni kvaru unutrašnje izolacije. Stoga postoji hitna potreba za novim tipom izolatora koji bi zamijenio tradicionalne porculanske izolatore. Brzim razvojem hemijske industrije i pojavom novih kompozitnih materijala, pojavila se nova generacija izolatora napravljenih prvenstveno od organskih materijala - kompozitnih izolatora.
Kompozitni izolatori su odličan izbor za jednostavnu ugradnju ili za upotrebu u područjima sa visokim nivoom kontaminacije. Sastoje se od kompozitne strukture napravljene od dvije ili više vrsta organskih materijala. Kompozitni izolatori koji se koriste u električnim mrežama su prvenstveno izolatori u obliku šipke.
Glavna struktura izolatora prikazana je na dijagramu ispod:
1. Završni spojevi: Završni spojevi su metalni dijelovi kompozitnog izolatora, koji služe kao komponente mehaničkog prijenosa opterećenja. Oni povezuju izolator sa tornjem i provodnicima, a njihov kvalitet direktno utiče na mehaničku čvrstoću i performanse kompozitnog izolatora.
2. Šipka jezgra: Šipka jezgra, poznata i kao epoksidna šipka ojačana staklenim vlaknima, primarni je nosivi dio kompozitnog izolatora i glavna komponenta unutrašnje izolacije. Mora imati visoku mehaničku čvrstoću, odlična izolacijska svojstva i dugotrajnu stabilnost. Materijal jezgra šipke je tipično smolom ojačana jednosmjerna pultrudirana šipka od staklenih vlakana. Deluje kao okosnica kompozitnog izolatora, podržava šupe, obezbeđuje unutrašnju izolaciju, povezuje krajnje armature i nosi mehanička opterećenja. Sa vlačnom čvrstoćom koja općenito prelazi 600 MPa, šipka jezgra je dvostruko jača od običnog čelika i 5-8 puta jača od porculana. Osim toga, ima dobra dielektrična svojstva, hemijsku otpornost, otpornost na zamor savijanja, otpornost na puzanje i otpornost na udar.
3. Šupe (kućište) : Šupe ili kućište čine vanjski izolacijski dio kompozitnog izolatora. Njihova uloga je da obezbede visoku otpornost na mokre i kontaminirane fleke, štiteći štap jezgra od atmosferskog izlaganja. Šupe su izložene vanjskim uvjetima, podnose teške vremenske prilike i industrijsko zagađenje, a tokom rada mogu pretrpjeti iskri ili djelomičnu eroziju luka. Zbog toga, šupe moraju imati odličnu otpornost na probijanje kontaminacije, otpornost na praćenje i eroziju, kao i otpornost na ozon, visoke temperature i atmosfersko starenje.
Dodatna komponenta
Adhezivni sloj: Adhezivni sloj je interfejs između šipke jezgre i kućišta, koji se proteže između dva krajnja spojnica. To je još jedan kritični dio unutrašnje izolacije kompozitnog izolatora. Loš kvalitet ljepila može postati slaba točka u radu izolatora.
Ove komponente zajedno osiguravaju vrhunske performanse električne izolacije kompozitnog izolatora, mehaničku čvrstoću i izdržljivost, što ga čini prikladnom zamjenom za tradicionalne porculanske izolatore, posebno u visokonaponskim i zagađenim okruženjima.