Са развојем електропривреде, континуираним ширењем преносног капацитета и све већим напонским нивоима далековода и трафостаница, захтеви за изолаторима у електроенергетским системима постају све строжији. Традиционални изолатори од порцелана или стакла, који су у употреби преко 100 година у високонапонским далеководима, имају и предности и мане. Они укључују да су тешки и крхки, да имају ниску отпорност на загађење и да су склони квару унутрашње изолације. Због тога постоји хитна потреба за новим типом изолатора који би заменио традиционалне порцеланске изолаторе. Брзим развојем хемијске индустрије и појавом нових композитних материјала, појавила се нова генерација изолатора направљених првенствено од органских материјала – композитних изолатора.
Композитни изолатори су одличан избор за једноставну уградњу или за употребу у подручјима са високим нивоом контаминације. Састоје се од композитне структуре направљене од две или више врста органских материјала. Композитни изолатори који се користе у електроенергетским мрежама су првенствено изолатори у облику шипке.
Главна структура изолатора је приказана на дијаграму испод:
1. Завршни спојеви: Завршни спојеви су метални делови композитног изолатора, који служе као компоненте механичког преноса оптерећења. Они повезују изолатор са торњем и проводницима, а њихов квалитет директно утиче на механичку чврстоћу и перформансе композитног изолатора.
2. Шипка језгра: Шипка језгра, такође позната као епоксидна шипка ојачана стакленим влакнима, примарни је носиви део композитног изолатора и главна компонента унутрашње изолације. Мора имати високу механичку чврстоћу, одличне изолационе особине и дуготрајну стабилност. Материјал штапа језгра је типично смолом ојачан једносмерни штап од стаклених влакана. Делује као окосница композитног изолатора, подржава шупе, обезбеђује унутрашњу изолацију, повезује крајње арматуре и носи механичка оптерећења. Са затезном чврстоћом која обично прелази 600 МПа, шипка језгра је двоструко јача од обичног челика и 5-8 пута јача од порцелана. Поред тога, има добре диелектричне особине, хемијску отпорност, отпорност на замор савијања, отпорност на пузање и отпорност на ударце.
3. Шупе (кућиште) : Шупе или кућиште чине спољни изолациони део композитног изолатора. Њихова улога је да обезбеде високу отпорност на влажне и контаминиране флеке, штитећи штап језгра од атмосферског излагања. Шупе су изложене спољним условима, издржавају тешке временске услове и индустријско загађење, а током рада могу патити од варничног пражњења или делимичне ерозије лука. Због тога, шупе морају имати одличну отпорност на пробијање контаминације, отпорност на праћење и ерозију, као и отпорност на озон, високе температуре и атмосферско старење.
Додатна компонента
Адхезивни слој: Лепљиви слој је интерфејс између шипке језгра и кућишта, који се протеже између два крајња спојница. То је још један критични део унутрашње изолације композитног изолатора. Лош квалитет лепка може постати слаба тачка у раду изолатора.
Ове компоненте заједно обезбеђују врхунске перформансе електричне изолације композитног изолатора, механичку чврстоћу и издржљивост, што га чини погодном заменом за традиционалне порцеланске изолаторе, посебно у високонапонским и загађеним окружењима.