Výkon a aplikace pevných izolačních materiálů
2021-10-26
Existuje spousta pevných izolačních materiálů jako např list FR4, Deska z epoxidové pryskyřice 3240, a 3026 Fenolická bavlněná laminátová prostěradla.
První Hlavní vlastnosti pevných izolačních materiálů
1. Izolační odpor
1) Svodový proud
Přestože je měrný odpor izolačního materiálu velmi vysoký, při působení určitého napětí vždy protéká malý proud. Tento proud se nazývá svodový proud. Svodový proud se skládá ze dvou částí, jedna část protéká vnitřkem izolačního materiálu a druhá část podél izolace. Povrch materiálu protéká.
2) Povrchový odpor a objemový odpor
U stejného izolačního materiálu bude hodnota objemového odporu klesat s rostoucí teplotou; hodnota povrchového odporu se bude snižovat s nečistotou na povrchu; když je izolační materiál vlhký, hodnota objemového odporu i hodnota odporu povrchu se sníží.
2. Průrazná síla
Působením síly elektrického pole vyšší než určitá hodnota se izolační materiály poškodí a ztratí své izolační vlastnosti. Tento jev se nazývá rozpad. Síla elektrického pole při rozbití izolačního materiálu se nazývá průrazná síla a jednotkou je kV/mm.
Rozdělení izolačních materiálů lze rozdělit na:
1) Elektrická porucha
Působením silného elektrického pole se nabité částice uvnitř dielektrika prudce pohybují, což způsobuje srážkovou ionizaci, ničí molekulární strukturu, zvyšuje vodivost a nakonec se rozpadá.
2) Tepelný průraz
Působením silného elektrického pole se uvnitř dielektrika vytváří teplo v důsledku dielektrických ztrát. Pokud ji nelze včas rozptýlit, vnitřní teplota dielektrika vzroste, což povede k rozpadu molekulární struktury a rozpadu.
3) Porucha výboje
Působením silného elektrického pole bubliny obsažené v dielektriku nejprve procházejí kolizní ionizací a výbojem a nečistoty se také odpařují ohřevem elektrického pole, což má za následek bubliny, takže bublinový výboj se dále rozvíjí, což vede k rozpadu celý izolační materiál.
3. Tepelná odolnost
Při provozu elektrického zařízení pracují jeho izolační materiály po dlouhou dobu v horkých podmínkách, proto musí mít vybrané izolační materiály určitý stupeň tepelné odolnosti. Vzhledem k tomu, že hlavním faktorem, který způsobuje stárnutí izolačních materiálů, je teplota, podle tepelné odolnosti různých izolačních materiálů je maximální teplota během používání specifikována tak, aby byla zajištěna životnost elektrických výrobků a zabránilo se příliš vysoké teplotě během používání a urychlila se izolace. Stárnutí materiálu.
Elektroizolační materiály jsou rozděleny do sedmi stupňů tepelné odolnosti podle jejich maximální povolené teploty:
1) třída Y
Limitní teplota je 90°C. Mezi hlavní izolační materiály patří přírodní textilie jako dřevo, bavlna, papír a vlákna, dále textilie na bázi acetátu celulózy a polyamidu a plasty, které se snadno tepelně rozkládají a mají nízký bod tání.
2) třída A
Limitní teplota je 105°C. Hlavními izolačními materiály jsou materiály třídy Y pracující v minerálním oleji, materiály třídy Y impregnované lepidlem ze směsi oleje nebo oleoresinu, smaltovaný drát, filtrační tkanina, asfaltová barva atd.
3) Třída E
Limitní teplota je 120 ℃ a hlavními izolačními materiály jsou polyesterová fólie a kompozitní materiál třídy A, skelná tkanina, pryskyřicová barva na bázi oleje, vinylacetátový tepelně odolný smaltovaný drát atd.
4) Třída B
Limitní teplota je 130℃. Hlavními izolačními materiály jsou polyesterová fólie, slída, skleněná vlákna, azbest a další produkty, které jsou impregnovány a převrstveny vhodným pryskyřičným pojivem, a polyesterový smaltovaný drát.
5) stupeň F
Limitní teplota je 155 ℃ a hlavními izolačními materiály jsou slídové plechové výrobky vyztužené organickými vláknitými materiály, skleněným vláknem a azbestem, skleněnou lakovanou tkaninou atd.
6) Třída H
Mezní teplota je 180 ℃ a hlavní izolační materiály jsou vyztuženy slídovými produkty nebo bez nich vyztuženými anorganickými materiály, zahuštěnými materiály třídy F, silikonovou organickou barvou, silikonovou organickou pryží atd.
7) Třída C
Limitní teplota je nad 180℃ a mezi hlavní izolační materiály patří anorganické minerály, které nepoužívají žádná organická pojiva a impregnační látky, jako je křemen, azbest, slída, sklo a elektroporcelánové materiály.
4. Mechanická pevnost
Podle specifických požadavků různých izolačních materiálů jsou stanoveny různé indexy pevnosti, jako je pevnost v tahu, tlaku, ohybu, smyku, roztržení a rázu. Různé izolační materiály by také měly mít různé výkonnostní indexy. Jako je propustnost, odolnost proti oleji, tažnost, smršťování, odolnost proti rozpouštědlům a odolnost proti oblouku.
5. Stárnutí izolačních materiálů
Během provozu izolačních materiálů v elektrických zařízeních dochází z různých důvodů, jako je elektřina a teplo, k řadě nevratných chemických a fyzikálních změn, které mají za následek zhoršení elektrických a mechanických vlastností a tato nevratná změna se stává stárnutím. Příčiny stárnutí jsou:
1) V dielektriku dochází k úniku nízkomolekulárních těkavých složek.
2) Depolymerace a oxidační krakování působením tepla a kyslíku generují volné radikály k zahájení reakce.
3) Tepelné krakování, při kterém vznikají škodlivé látky, chlorovodík působí na určité materiály katalyticky.
4) Hydrolýza. Působením tepla reaguje vlhkost s izolačními materiály a způsobuje hydrolýzu.
5) Molekulární řetězec pokračuje v polymeraci, což způsobuje křehnutí izolačního materiálu.
Za druhé, aplikace pevných izolačních materiálů
1. Izolační nátěr
Izolační barvu lze rozdělit na barvu máčecí, krycí barvu a barvu na silikonový plech.
1) Namáčecí barva
Používá se hlavně k impregnaci motorů, elektrických cívek a izolačních dílů k vyplnění mezer a mikropórů a zlepšení jejich elektrických a mechanických vlastností. Běžně používané jsou alkydové namáčecí barvy a melaminové alkydové namáčecí barvy. Obě jsou vypalovací barvy, obě mají dobrou odolnost proti oleji a oblouku a nátěrový film je hladký a lesklý.
2) Krycí barva
Existují dva typy laků a smaltů, které se používají k nátěru svitků a izolačních dílů po ošetření ponorem a vytvářejí na povrchu souvislý a jednotný nátěrový film jako izolační ochranná vrstva, která zabraňuje mechanickému poškození a atmosférickým vlivům, mazacím olejům a chemikáliím. eroze léků.
2. Izolační papír
Izolační papír je izolační materiál kombinovaný s papírem a olejem. Ovinutý kabelový papír se suší a impregnuje kabelovým olejem ve vakuu, aby se vytvořila kompozitní izolační struktura olej-papír. Kabelový papír se skládá z dřevěných vláken, které mají vysoké elektrické vlastnosti, chemickou stabilitu a mechanickou pevnost. Nový typ polypropylenového dřevovláknitého papíru má vynikající vlastnosti s nízkou dielektrickou ztrátou.
3. Izolační vrstva kabelu izolovaného plastem
Izolační vrstva plastového izolovaného kabelu je extrudovaná izolace. Extruzní izolace je vytlačení plastu, pryže a dalších vysokomolekulárních polymerů na vodiči pomocí zařízení pro vytlačovací proces, aby se vytvořila jednotná struktura izolační vrstvy. Mezi běžně používané extrudované izolační materiály patří polyvinylchlorid, polyethylen, síťovaný polyethylen a etylen-propylenový kaučuk.
1) Polyvinylchlorid (PVC)
Polyvinylchlorid má dobré elektrické vlastnosti a mechanickou pevnost, má odolnost vůči kyselinám, zásadám a olejům, je nehořlavý a má dobrý procesní výkon. Nevýhodou je nízký tepelný odpor, malý izolační odpor a velké dielektrické ztráty.
2) Polyethylen (PE)
Polyethylen má vynikající elektrické vlastnosti a nízké dielektrické ztráty. Přidání vhodného množství přísad může zlepšit odolnost proti koroně, tepelnou odolnost a mechanickou pevnost polyetylenu a zlepšit vlastnosti praskání při namáhání v prostředí.
3) Zesíťovaný polyethylen
Zesíťovaný polyethylen má dobrou tepelnou odolnost, ale má špatnou odolnost vůči koroně a volnému výboji. Kabel ze zesíťovaného polyetylenu má vyšší přípustný nárůst teploty a větší přípustnou proudovou zatížitelnost. Je vhodný pro různá napětí, lze jej použít pro pokládku s vysokým spádem a snadno se instaluje a udržuje.
4) Ethylenpropylenový kaučuk (XLPE)
Pryžová izolace je flexibilní, snadno se ohýbá a elastická, ale má špatnou odolnost vůči koroně, ozónu, teplu a oleji. Kabely s pryžovou izolací lze použít v silně chladném klimatu a jsou vhodné pro obvody, které byly mnohokrát rozebrány, lze je však použít pouze jako kabely nízkého napětí a nejsou vhodné pro obvody s pevnou pokládkou.
