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绝缘材料是在允许电压下不导电的资料

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绝缘材料是在允许电压下不导电的资料

发布日期:2018-12-17 作者: 点击:

绝缘材料是在允许电压下不导电的资料,但不是绝对不导电的资料,在必定外加电场强度效果下,也会发作导电、极化、损耗、击穿等进程,而长时刻使用还会发作老化。
它的电阻率很高,一般在1010~1022Ω·m的范围内。如在电机中,导体周围的绝缘材料将匝间阻隔并与接地的定子铁芯阻隔开来,以确保电机的安全运转。
绝缘材料是电工产品开展的根底和确保,对电机、电气工业的开展具有特别重要的效果,绝缘材料的开展与进步,有赖于高分子资料的开展并直接制约和影响着电工产品的开展和进步。
绝缘材料是电工产品具有先进技术性的关键,也是电工产品长时刻安全牢靠运转的重要保障。因而,要求绝缘材料不断开展新品种,进步产品功用与质量,以适应电工产品不断开展的需求
我国绝缘材料职业通过50多年的开展,已开端构成一个产品比较完全,配套比较齐备,具有适当生产规模和科研实力的工业体系。特别是近20多年来,绝缘材料的品种开展迅速,质量有很大进步,产品水平已到达一个新的高度。
20世纪曾经,绝缘材料根本上都是来自天然资料或其制品。最早的电动机是用丝绸、棉纱、棉布作绝缘材料。为了进步耐水性等,选用虫胶等天然树脂与植物油、沥青进行浸渍。
20世纪初,因为有机组成和高分子化学的开展,人类制得了第一个组成聚合物——酚醛树脂,它也是绝缘材料领域中的重要创造。酚醛树脂一经面世,很快获得了广泛使用,先后制成了以酚醛树脂为根底的浸渍漆、塑料、浸渍纤维制品与层压制品。今后又呈现了脲醛树脂、苯胺甲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、甘油树脂等。
30年代起,又开展了聚氯乙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、氯丁橡胶、聚乙烯醇缩醛等。20世纪50年代今后,有机硅树脂、聚酯薄膜、不饱和聚酯树脂、环氧树脂等工业化生产,一起玻璃纤维、粉云母制品开端工业化生产,促进了绝缘材料的开展。随同现代聚合物化学与工业的开展,真实开端了以组成聚合物为根底的新绝缘材料的开展时期。前一段呈现的聚合物相继使用于绝缘材料中,并迅速开展了新的绝缘材料品种,如无溶剂漆使用于电机
  浸渍;薄膜复合制品作为电机的槽绝缘;粉云母制品迅速开展,并被用于大型高压发电机;六氟化硫面世并在高压电器中获得使用等。
进入20世纪70年代,聚合物工业在进一步向大型工业化开展的一起,绝缘材料工业开端呈现了新的F级、H级绝缘材料体系,相继开发了聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺、聚马来酰亚胺、聚二苯醚等耐热性绝缘漆、粘合剂和薄膜,以及改性环氧、不饱和聚酯、聚芳酰胺纤维纸及其复合资料等系列新产品。电工产品耐热等级大批上升为B级,在冶金、吊车、机车电机等特别电机中开端选用新的F级、H级绝缘材料
进入20世纪80年代后,我国进行大规模的自主开发F级、H级绝缘材料,使功用得到进步,如呈现了改性二苯醚,改性双马来酰亚胺,改性聚酯亚胺漆包线漆,聚酰胺酰亚胺漆包线漆,聚酰亚胺漆包线漆,F级、H级玻璃纤维制品,高功用聚酰亚胺薄膜,F级环氧粉云母带等。无溶剂浸渍树脂和快干浸溃漆得到迅速开展。少胶粉云母带、VPI(真空压力浸渍)浸渍树脂开端使用。
现代使用纳米技术开展纳米绝缘材料。纳米技术能够使用于许多领域,包含绝缘材料领域。将纳米级(范围在1~100nm之间)粉料均匀地涣散在聚合物树脂中,也能够采纳在聚合物内部构成或外加纳米级晶粒或非晶粒物质,还可构成纳米级微孔或气泡。因为纳米级粒子的结构特征使复合型资料表现出一系列独特而又奇异的功用,使纳米资料开展成极有前景的新资料领域。目前我国已经开展了这方面的研究,如四川大学已制备聚酰亚胺/蒙脱土纳米复合薄膜获得成功。纳米资料的使用必将为许多传统的绝缘材料无法到达的新异功用,拓荒了新资料、新技术的开展前景。 [1] 
界说修改
绝缘材料又称电介质,是指在直流电压效果下,不导电或导电极微的物质,其电阻率一般大于1010Ω·m。绝缘材料的首要效果是在电气设备中将不同电位的带电导体阻隔开来,使电流能按必定的路径流通,还可起机械支撑和固定,以及灭弧、散热、储能、防潮、防霉或改善电场的电位分布和保护导体的效果。因而,要求绝缘材料有尽可能高的绝缘电阻、耐热性、耐潮性,还需求必定的机械强度。 [2] 
绝缘材料的根本功用修改
绝缘材料的首要功用目标
为了防止绝缘材料的绝缘功用损坏造成事端,有必要使绝缘材料契合国家标准规则的功用目标。而绝缘材料的功用目标许多,各种绝缘材料的特性也各有不同,常用绝缘材料的首要功用目标有击穿强度、耐热性、绝缘电阻和机械强度等。
(1)击穿强度。绝缘材料在高于某一个数值的电场强度的效果下,会损坏而失掉绝缘功用,这种现象称为击穿。绝缘材料被击穿时的电场强度,称为击穿强度,单位为:kV/mm。
(2)耐热性。当温度升高时,绝缘材料的电阻、击穿强度、机械强度等功用都会下降。因而,要求绝缘材料在规则的温度下能长时刻工作且绝缘功用确保牢靠。不同成分的绝缘材料的耐热程度不同,耐热等级可分为Y、A、E、B、F、H、C等7个等级,并对每个等级的绝缘材料规则了最高极限工作温度。
Y级:极限丁作温度为90℃,如木材、棉纱、纸纤维、醋酸纤维、聚酰等纺织品及易于热分解和熔化点低的塑料绝缘物。
A级:极限工作温度为105℃,如漆包线、漆布、漆丝、油性漆及沥青等绝缘物。
E级:极限工作温度为120℃,如玻璃布、油性树脂漆、高强度漆包线、乙酸乙烯耐热漆包线等绝缘物。
B级:极限工作温度为130℃,如聚酯薄蜡、经相应树脂处理的云母、玻璃纤维、石棉、聚酯漆、聚酯漆包线等绝缘物。
F级:极限工作温度为155℃,如用F级绝缘树脂粘合或浸渍、涂敷后的云母,玻璃丝,石棉,玻璃漆布以及以上述资料为根底的层压制品,云母、粉制品,化学热安稳性较好的聚酯和醇酸类资料,复合硅有机聚酯漆。
H级:极限工作温度为180℃,如加厚F级资料、云母、有机硅云母制品、硅有机漆、硅有机橡胶聚酰亚胺复合玻璃布、复合薄膜、聚酰亚胺漆等。
C级:极限工作温度大于180℃。指不选用任何有机黏合剂及浸渍剂的无机物,如石英、石棉、云母、玻璃、陶瓷及四氟乙烯塑料等。
(3)绝缘电阻。绝缘材料呈现的电阻值为绝缘电阻,一般状态下,绝缘电阻一般达几十兆欧以上。绝缘电阻因温度、厚薄、外表情况(水分、污物等)的不同会存在较大差异。
绝缘材料的电阻率尽管很高,但在必定的电压效果下。总有微小电流通过,这种电流称为走漏电流。
(4)机械强度。依据各种绝缘材料的具体要求,相应规则的抗张、抗压、抗弯、抗剪、抗撕、抗冲击等各种强度目标,统称为机械强度。
(5)其他特性目标。有些绝缘材料以液态方式呈现,如各种绝缘漆,其特性目标就包含黏度、固定含量、酸值、枯燥时刻及胶化时刻等。有的绝缘材料特性目标还触及渗透性、耐油性、伸长率、缩短率、耐溶剂性、耐电弧等。 [3] 
绝缘材料的老化
绝缘材料在电场效果下将发作极化、电导、介质发热、击穿等物理现象,在接受电场效果的一起,还要饱尝机械、化学等许多要素的影响,长时刻_T作将会呈现老化现象。因而,电气产品的许多毛病往往发作在绝缘部分。
电介质的老化是指电介质在长时刻运转中电气功用、力学功用等随时刻的增加而逐步劣化的现象。其首要老化方式有电老化、热老化和环境老化等。
(1)电老化。多见于高压电器,发生的首要原因是绝缘材料在高压效果下发作局部放电。
(2)热老化。多见于低压电器,其机理是在温度效果下.绝缘材料内部成分氧化、裂解、变质,与水发作水解反应而逐步失掉绝缘功用。
(3)环境老化。又称大气老化,是因为紫外线、臭氧、盐雾、酸碱等要素引起的污染性化学老化。其间。紫外线是首要要素.臭氧则由电气设备的电晕或局部放电发生。
绝缘材料一旦发作了老化,其绝缘功用一般都不可恢复,工程上常用下列办法防止绝缘材料的老化。
(1)在绝缘材料制造进程中加人防老剂。
(2)户外用绝缘材料可添加紫外线吸收剂,或用隔层阻隔阳光。
(3)湿热地带使用的绝缘材料,可加人防霉剂。
(4)加强电气设备局部防电晕、防局部放电的办法。
绝缘材料的分类修改
绝缘材料包含气体绝缘材料、液体绝缘材料和固体绝缘材料。触及电工、石化、轻工、建材、纺织等许多职业领域。
气体绝缘材料
一般情况下,常温常压下的枯燥气体均有杰出的绝缘功用。作为绝缘材料的气体电介质,还需求满足物理、化学功用及经济性方面的要求。空气及六氟化硫气体是常用的气体绝缘材料
空气有杰出的绝缘功用,击穿后其绝缘功用可瞬时自动恢复,电气物理功用安稳、来历极其丰富、使用面比较广。但空气的击穿电压相对较低,电极尖锐、间隔近、电压波形陡、温度高、湿度大等要素均可下降空气的击穿电压,常选用压缩空气或抽真空的办法来进步空气的击穿电压。
六氟化硫(SF6)气体是一种不燃不爆、无色无味的惰性气体,它具有杰出的绝缘功用和灭弧才能,远高于空气,在高压电器中得到了广泛使用。六氟化硫气体还具有优异的热安稳性和化学安稳性,但在600℃以上的高温效果下,六氟化硫气体会发作分解,将发生有毒物质。因而,在使用中应注意以下几个方面。
(1)严格控制含水量,做好除湿和防潮办法。
(2)选用适当的吸附剂去吸收有害物质及水分。
(3)断路器中六氟化硫气体的压力不能过高而呈现液化现象。
(4)放置六氟化硫设备的场所应有杰出的通风条件。
(5)对运转、检修人员应有必要和牢靠的劳动保护办法。
液体绝缘材料
绝缘油有天然矿物油、天然植物油和组成油,如图所示。天然矿物油使用广泛,它是从石油原油中通过不同程度的精制提炼而得到的
电器绝缘油
电器绝缘油
一种中性液体,呈金黄色,具有很好的化学安稳
  性和电气安稳性。首要使用于电力变压器、少油断路器、高压电缆、油浸式电容器等设备。天然植物油有蓖麻油、大豆油等。组成油有氧化联苯甲基硅油、苯甲基硅油等,首要用于电力变压器、高压电缆、油浸纸介电容器中。
绝缘油在贮存、运送和运转进程中会受各种要素影响导致污染和老化。热和氧在油的老化中起了最首要的效果。工业中采纳的防油老化的办法有:加强散热以下降油温;用氮气、薄膜使变压器油与空气隔绝;使用枯燥剂以消除水分;添加抗氧化剂;防止日光照耀等。油被污染后可采纳压力过滤法或电净化法进行净化和再生。
为了确保充油设备的安全运转,有必要常常检查油的温升、油面高度、油的闪点、酸值、击穿强度和介质损耗角正切值,必要时还要进行变压器油的色谱分析。需求弥补油时,尽量用原型号或相近型号,并应进行混合试验。
固体绝缘材料
固体绝缘材料的品种许多,其绝缘功用优秀,在电力系统中的使用很广。常用的固体绝缘材料有:绝缘漆、绝缘胶;纤维制品;橡胶、塑料及其制品;玻璃、陶瓷制品;云母、石棉及其制品等。
绝缘漆、绝缘胶都是以高分子聚合物为根底,能在必定条件下固化成绝缘硬膜或绝缘全体的重要绝缘材料。
绝缘漆首要由漆基、溶剂、稀释剂、填料等部分组成,绝缘漆的成膜固化后绝缘强度较高,一般可作为电动机、电器线圈的浸渍绝缘或涂覆绝缘。按用处可分为浸渍漆、漆包线漆、覆盖漆、硅钢片漆和防电晕漆等。
绝缘胶与绝缘漆相似,一般加有填料,广泛用于浇注电缆接头、套管、220kV及其以下电流互感器、10kV及其以下电压互感器。用的绝缘胶有黄电缆胶、黑电缆胶、环氧电缆胶、环氧树脂胶、环氧聚酯胶等。
绝缘纤维制品是指用绝缘纸、纸板、纸管和各种纤维织物等制成的绝缘材料。浸渍纤维制品则是用绝缘纤维制品作底材,浸以绝缘漆制成,它具有必定的机械强度、电气强度、耐潮功用,还具备了一些防霉、防电、防辐射等特别功用。绝缘电工层压制品是以纤维作底材,浸涂不同的胶黏剂,经热压或卷制而成的层状结构绝缘材料,其功用取决于底材和胶黏剂及其成型工艺,可制成具有优秀电气功用、力学功用和耐热、耐霉、耐电弧、防电晕等特性的制品。

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