Что вы знаете о твердых изоляционных материалах?

Твердые изоляционные материалы – это твердые материалы, используемые для изоляции проводников различного потенциала. Твердые изоляционные материалы обычно также должны выполнять вспомогательную роль. По сравнению с газоизоляционными материалами и жидкими изоляционными материалами твердые изоляционные материалы имеют гораздо более высокую прочность на разрыв из-за более высокой плотности, что имеет большое значение для уменьшения толщины изоляции.

Обзор Твердые изоляционные материалы — это твердые материалы, используемые для изоляции проводников с различным потенциалом. Как правило, твердые изоляционные материалы также должны выполнять вспомогательную роль.

Твердые изоляционные материалы можно разделить на две категории: неорганические и органические.

По сравнению с газоизоляционными материалами и жидкими изоляционными материалами твердые изоляционные материалы имеют гораздо более высокую прочность на прорыв из-за более высокой плотности, что имеет большое значение для уменьшения толщины изоляции. Сопротивление изоляции, диэлектрическая проницаемость и диэлектрические потери твердых изоляционных материалов изменяются в широком диапазоне.

Например, сопротивление изоляции политетрафторэтилена может достигать 1020 Ом·м, что позволяет предотвратить чрезмерный ток утечки, а его относительная диэлектрическая проницаемость очень низка (всего 2,0), что делает емкость изоляции очень низкой. маленький; соответственно, высокодиэлектрическая керамика имеет чрезвычайно высокие относительные диэлектрические проницаемости (до нескольких тысяч). Поэтому твердые изоляционные материалы можно выбирать в соответствии с различными требованиями.

К неорганическим твердым веществам в основном относятся слюда, порошкообразная слюда и слюдяные изделия, стекло, стекловолокно и изделия из них, а также электрофарфор, глиноземная пленка и т. д. Они устойчивы к высоким температурам, трудно стареют и обладают значительной механической прочностью. Некоторые из них, например электрофарфор, имеют невысокую стоимость и занимают определенную позицию в приложениях. Недостатком неорганических твердых изоляционных материалов является то, что они имеют плохие технологические характеристики и их нелегко адаптировать к требованиям формования электрооборудования для изоляционных материалов.

Слюда и порошкообразная слюда

Слюда и порошкообразные слюдяные изделия обладают длительной стойкостью к коронному разряду и являются важным компонентом изоляционной структуры высоковольтного оборудования. Их также можно использовать в условиях высоких температур.

стекло

Процесс изготовления стекла проще, чем керамики, и его можно использовать для изготовления изоляторов. Из стекловолокна можно производить шелк, ткань и ленту. Оно обладает гораздо более высокой термостойкостью, чем органическое волокно, и играет важную роль при разработке изоляционных конструкций при высоких температурах.

Электрический фарфор

Электрические фарфоровые изделия обладают превосходной стойкостью к разряду и определенной механической прочностью, поэтому они особенно подходят для передачи и распределения электроэнергии высокого напряжения. После многих лет исследований были разработаны сорта с высокой механической прочностью, устойчивостью к высоким температурам и высокой диэлектрической проницаемостью.

В 19 веке органические твердые вещества были в основном натуральными, например, бумага, хлопок, шелк, каучук и отверждаемые растительные масла. Эти материалы являются гибкими, могут соответствовать требованиям технологического процесса и их легко получить. С 20 века появление синтетических полимерных материалов коренным образом изменило внешний вид твердых изоляционных материалов.

Бакелит впервые использовался в качестве изоляционного материала. Позже появились полиэтилен и полистирол. Благодаря чрезвычайно малой диэлектрической проницаемости и диэлектрическим потерям они отвечали требованиям высоких частот и адаптировались к развитию новых технологий, таких как радар. Силиконовая смола в сочетании с низкощелочной стеклотканью значительно повышает уровень термостойкости двигателей и электроприборов. Эмалированная проволока из поливинилформала в качестве основы для краски открыла широкие перспективы для эмалированной проволоки, заменившей проволоку с шелковым покрытием и проволоку с пряжами. Толщина полиэфирной пленки составляет всего несколько десятков микрон.

Использование ее для замены исходной бумаги и ткани значительно улучшает технико-экономические показатели двигателей и электроприборов. Использование бумаги из полиарамидного волокна, полиэфирной пленки и полиимидной пленки приводит к тому, что классы термостойкости изоляции пазов двигателя становятся F и H соответственно (см. класс термостойкости изоляции и испытание на термическое старение). Аналогичные разработки имели место в области эластомерных материалов, таких как термостойкий силиконовый каучук, маслостойкий нитриловый каучук, а затем фторкаучук, этиленпропиленовый каучук и т. д.