Koliko znate o čvrstim izolacijskim materijalima?
May 08, 2024
Čvrsti izolacijski materijali su čvrsti materijali koji se koriste za izolaciju vodiča različitih potencijala. Čvrsti izolacijski materijali općenito također moraju imati pomoćnu ulogu. U poređenju sa gasnim izolacionim materijalima i tekućim izolacionim materijalima, čvrsti izolacioni materijali imaju mnogo veću otpornost na proboj zbog svoje veće gustine, što je od velikog značaja za smanjenje debljine izolacije.
Pregled Čvrsti izolacijski materijali su čvrsti materijali koji se koriste za izolaciju vodiča s različitim potencijalima. Općenito, čvrsti izolacijski materijali također moraju imati pomoćnu ulogu.
Čvrsti izolacijski materijali mogu se podijeliti u dvije kategorije: anorganski i organski.
U poređenju sa gasnim izolacionim materijalima i tekućim izolacionim materijalima, čvrsti izolacioni materijali imaju mnogo veću otpornost na proboj zbog svoje veće gustine, što je od velikog značaja za smanjenje debljine izolacije. Otpor izolacije, dielektrična konstanta i dielektrični gubitak čvrstih izolacijskih materijala variraju u širokom rasponu.
Na primjer, izolacijska otpornost politetrafluoroetilena može biti čak 1020Ω·m, što može spriječiti prekomjernu struju curenja, a njegova relativna dielektrična konstanta je vrlo niska (samo 2,0), što čini kapacitivnost izolacije veoma mala; shodno tome, visokodielektrična keramika ima izuzetno visoke relativne dielektrične konstante (do nekoliko hiljada). Stoga se čvrsti izolacijski materijali mogu odabrati prema različitim zahtjevima.
Neorganske čvrste materije uglavnom uključuju liskun, liskun u prahu i proizvode od liskuna, staklo, staklena vlakna i njihove proizvode, kao i električni porculan, aluminijski film, itd. Otporne su na visoke temperature, teško stare i imaju značajnu mehaničku čvrstoću. Neki od njih, kao što je električni porculan, imaju nisku cijenu i zauzimaju određeno mjesto u primjeni. Nedostatak neorganskih čvrstih izolacijskih materijala je u tome što imaju slabe performanse obrade i nisu lako prilagođeni zahtjevima oblikovanja električne opreme za izolacijske materijale.
Liskun i proizvodi od liskuna u prahu imaju dugotrajnu otpornost na koronu i važna su komponenta izolacijske strukture visokonaponske opreme. Mogu se koristiti i u situacijama visoke temperature.
staklo
Proces stakla je jednostavniji od keramike i može se koristiti za izradu izolatora. Od staklenih vlakana mogu se napraviti svila, tkanina i traka. Ima mnogo veću otpornost na toplinu od organskih vlakana i igra važnu ulogu u razvoju izolacijskih struktura na visokim temperaturama.
Električni porculanski proizvodi imaju odličnu otpornost na pražnjenje i određenu mehaničku čvrstoću, tako da su posebno pogodni za visokonaponske prijenose i distribucije energije. Nakon godina istraživanja, razvijene su sorte visoke mehaničke čvrstoće, otpornosti na visoke temperature i visoke dielektrične konstante.
U 19. veku, organske čvrste materije su uglavnom bile prirodne, kao što su papir, pamuk, svila, guma i izlečiva biljna ulja. Ovi materijali su fleksibilni, mogu zadovoljiti zahtjeve procesa primjene i lako ih je nabaviti. Od 20. stoljeća, pojava sintetičkih polimernih materijala iz temelja je promijenila izgled čvrstih izolacijskih materijala.
Bakelit je prvi put korišten kao izolacijski materijal. Kasnije su se pojavili polietilen i polistiren. Zbog svoje izuzetno male dielektrične konstante i dielektričnog gubitka, zadovoljili su zahtjeve visokih frekvencija i prilagodili se razvoju novih tehnologija kao što je radar. Silikonska smola u kombinaciji sa niskoalkalnom staklenom krpom uvelike poboljšava nivo otpornosti na toplotu motora i električnih uređaja. Emajlirana žica napravljena od polivinila, formalno kao podloga za farbanje, otvorila je široku perspektivu za emajliranu žicu, zamjenjujući žicu presvučenu svilom i žicu prekrivenu pređom. Debljina poliesterskog filma je samo nekoliko desetina mikrona.
Korištenjem za zamjenu originalnog papira i tkanine uvelike se poboljšavaju tehnički i ekonomski pokazatelji motora i električnih uređaja. Upotreba papira od poliaramidnih vlakana, poliesterskog filma i poliimidnog filma čini da stepen otpornosti na toplotu izolacije utora motora postaje F i H (pogledajte stepen otpornosti na toplotu izolacije i test termičkog starenja). Bilo je sličnih razvoja u elastomernim materijalima, kao što su silikonska guma otporna na toplotu, nitrilna guma otporna na ulje, a potom i fluorna guma, etilen-propilenska guma itd.
