Характеристики и применение твердых изоляционных материалов
2021-10-26
Существует множество твердых изоляционных материалов, таких как Лист FR4, 3240 Лист эпоксидной смолы и 3026 Лист ламината из фенольной хлопчатобумажной ткани.
Первая Основные свойства твердых изоляционных материалов.
1. Сопротивление изоляции
1) Ток утечки
Хотя удельное сопротивление изоляционного материала очень велико, под действием определенного напряжения всегда протекает небольшой ток. Этот ток называется током утечки. Ток утечки состоит из двух частей: одна часть течет через внутреннюю часть изоляционного материала, а другая часть течет по поверхности изоляции.
2) Поверхностное и объемное сопротивление.
Для одного и того же изоляционного материала значение объемного сопротивления будет уменьшаться с повышением температуры; значение поверхностного сопротивления будет уменьшаться по мере загрязнения поверхности; когда изоляционный материал влажный, значение объемного сопротивления и значение поверхностного сопротивления уменьшаются.
2. Прочность на разрыв
Изоляционные материалы будут повреждены и потеряют свои изоляционные свойства под действием напряженности электрического поля, превышающей определенное значение. Это явление называется пробой. Напряженность электрического поля при разрушении изоляционного материала называется силой пробоя и измеряется в кВ/мм.
По разбивке изоляционные материалы можно разделить на:
1) Электрический пробой
Под действием сильного электрического поля заряженные частицы внутри диэлектрика бурно движутся, вызывая столкновительную ионизацию, разрушая молекулярную структуру, увеличивая проводимость и, наконец, разрушая.
2) Термический пробой
Под действием сильного электрического поля внутри диэлектрика за счет диэлектрических потерь выделяется тепло. Если его не удастся рассеять вовремя, внутренняя температура диэлектрика повысится, что приведет к разрушению молекулярной структуры и разрушению.
3) Пробой разряда
Под действием сильного электрического поля пузырьки, содержащиеся в диэлектрике, сначала подвергаются столкновительной ионизации и разряду, а примеси также испаряются за счет нагрева электрическим полем, в результате чего образуются пузырьки, поэтому пузырьковый разряд развивается дальше, приводя к разрушению весь изоляционный материал.
3. Термостойкость
При эксплуатации электрооборудования его изоляционные материалы длительное время работают в горячих условиях, поэтому выбранные изоляционные материалы должны обладать определенной степенью термостойкости. Поскольку основным фактором, вызывающим старение изоляционных материалов, является температура, в зависимости от термостойкости различных изоляционных материалов указывается максимальная температура при использовании, чтобы обеспечить срок службы электротехнических изделий, избежать чрезмерно высокой температуры во время использования и ускорить изоляцию. Старение материала.
Электроизоляционные материалы подразделяются на семь классов термостойкости в зависимости от их допустимой максимальной температуры:
1) класс Y
Предельная температура составляет 90°C. К основным изоляционным материалам относятся натуральные ткани, такие как дерево, хлопок, бумага и волокна, а также ткани на основе ацетата целлюлозы и полиамида, а также пластмассы, которые легко термически разлагаются и имеют низкую температуру плавления.
2) Класс А
Предельная температура составляет 105°C. Основными изоляционными материалами являются материалы марки Y, работающие на минеральном масле, материалы марки Y, пропитанные маслом или клеем на основе олеорезина, эмалированная проволока, фильтровальная ткань, асфальтовая краска и т. д.
3) Класс Е
Предельная температура составляет 120 ℃, а основными изоляционными материалами являются полиэфирная пленка и композитный материал класса А, стеклоткань, краска на масляной основе, термостойкий эмалированный провод из винилацетата и т. д.
4) класс Б
Предельная температура составляет 130 ℃. Основными изоляционными материалами являются полиэфирная пленка, слюда, стекловолокно, асбест и другие продукты, пропитанные и покрытые подходящей смолой, а также провод, покрытый полиэфирной эмалью.
5) Оценка F
Предельная температура составляет 155 ℃, а основными изоляционными материалами являются листы слюды, армированные органическими волокнистыми материалами, стекловолокном и асбестом, стеклотканью и т. д.
6) Класс Н
Предельная температура составляет 180 ℃, а основные изоляционные материалы армированы слюдяными изделиями или без них, армированными неорганическими материалами, утолщенными материалами класса F, силиконовой органической краской, силиконовым органическим каучуком и т. Д.
7) Оценка С
Предельная температура превышает 180 ℃, а основные изоляционные материалы включают неорганические минералы, в которых не используются органические связующие и пропитки, такие как кварц, асбест, слюда, стекло и электрофарфоровые материалы.
4. Механическая прочность
В соответствии с конкретными требованиями к различным изоляционным материалам соответственно определяются различные показатели прочности, такие как растяжение, сжатие, изгиб, сдвиг, разрыв и ударная вязкость. Различные изоляционные материалы также должны иметь разные показатели эффективности. Такие как проницаемость, маслостойкость, удлинение, усадка, стойкость к растворителям и устойчивость к дуге.
5. Старение изоляционных материалов
Во время эксплуатации изоляционных материалов в электрооборудовании под воздействием электричества и тепла происходит ряд необратимых химических и физических изменений, приводящих к ухудшению электрических и механических свойств, и этим необратимым изменением становится старение. Причинами старения являются:
1) Происходит выход низкомолекулярных летучих компонентов в диэлектрик.
2) Деполимеризация и окислительный крекинг под действием тепла и кислорода генерируют свободные радикалы, инициирующие реакцию.
3) Термический крекинг, в результате которого образуются вредные вещества, хлороводород оказывает каталитическое воздействие на некоторые материалы.
4) Гидролиз. Под действием тепла влага вступает в реакцию с изоляционными материалами, вызывая гидролиз.
5) Молекулярная цепь продолжает полимеризоваться, в результате чего изоляционный материал становится хрупким.
Во-вторых, применение твердых изоляционных материалов.
1. Изоляционная краска
Изоляционную краску можно разделить на краску для погружения, краску для покрытия и краску для листов кремнистой стали.
1) Окунание краски
В основном используется для пропитки двигателей, электрических катушек и изолирующих деталей для заполнения зазоров и микропор и улучшения их электрических и механических свойств. Обычно используются алкидные краски и меламин-алкидные краски. Обе краски представляют собой краски для запекания, обе обладают хорошей маслостойкостью и устойчивостью к дуге, а пленка краски гладкая и блестящая.
2) Покрыть краской
Существует два типа лака и эмали, которые используются для покрытия катушек и изолирующих деталей после обработки погружением и образуют на поверхности сплошную и однородную пленку краски в качестве изолирующего защитного слоя для предотвращения механических и атмосферных повреждений, смазочного масла и химикатов. эрозия лекарственных средств.
2. Изоляционная бумага
Изоляционная бумага — это изоляционный материал в сочетании с бумагой и маслом. Обернутую кабельную бумагу сушат и пропитывают кабельным маслом в вакууме для образования композитной изоляционной структуры из масла и бумаги. Кабельная бумага состоит из древесного волокна, обладающего высокими электрическими свойствами, химической стабильностью и механической прочностью. Новый тип бумаги из полипропиленового древесноволокнистого материала обладает превосходными характеристиками низких диэлектрических потерь.
3. Изоляционный слой кабеля с пластиковой изоляцией.
Изоляционный слой кабеля с пластиковой изоляцией представляет собой экструдированную изоляцию. Экструзионная изоляция заключается в плотном сжатии пластика, резины и других высокомолекулярных полимеров на проводнике с помощью экструзионного технологического оборудования для образования однородной структуры изоляционного слоя. Обычно используемые экструдированные изоляционные материалы включают поливинилхлорид, полиэтилен, сшитый полиэтилен и этиленпропиленовый каучук.
1) Поливинилхлорид (ПВХ)
Поливинилхлорид обладает хорошими электрическими свойствами и механической прочностью, устойчив к кислотам, щелочам и маслам, негорюч и имеет хорошие технологические характеристики. Недостаток – низкая термостойкость, малое сопротивление изоляции и большие диэлектрические потери.
2) Полиэтилен (ПЭ)
Полиэтилен имеет превосходные электрические свойства и низкие диэлектрические потери. Добавление надлежащего количества добавок может улучшить стойкость к коронному разряду, термостойкость и механическую прочность полиэтилена, а также улучшить свойства растрескивания под воздействием окружающей среды.
3) Сшитый полиэтилен
Сшитый полиэтилен обладает хорошей термостойкостью, но имеет плохую стойкость к коронному разряду и свободному разряду. Кабель из сшитого полиэтилена имеет более высокий допустимый перепад температур и большую допустимую токовую нагрузку. Он подходит для различных напряжений, может использоваться для прокладки с высоким падением напряжения, прост в установке и обслуживании.
4) Этиленпропиленовый каучук (XLPE)
Резиновая изоляция гибкая, легко сгибается и эластичная, но имеет плохую стойкость к коронному разряду, озоностойкости, термостойкости и маслостойкости. Кабели с резиновой изоляцией могут использоваться в суровом холодном климате и подходят для многократно разбираемых цепей, но могут использоваться только как низковольтные кабели и не подходят для цепей стационарной прокладки.
