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    絕緣材料是在允許電壓下不導電的資料

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    絕緣材料是在允許電壓下不導電的資料

    發布日期:2018-12-17 作者: 點擊:

    絕緣材料是在允許電壓下不導電的資料,但不是絕對不導電的資料,在必定外加電場強度效果下,也會發作導電、極化、損耗、擊穿等進程,而長時刻使用還會發作老化。
    它的電阻率很高,一般在1010~1022Ω·m的范圍內。如在電機中,導體周圍的絕緣材料將匝間阻隔并與接地的定子鐵芯阻隔開來,以確保電機的安全運轉。
    絕緣材料是電工產品開展的根底和確保,對電機、電氣工業的開展具有特別重要的效果,絕緣材料的開展與進步,有賴于高分子資料的開展并直接制約和影響著電工產品的開展和進步。
    絕緣材料是電工產品具有先進技術性的關鍵,也是電工產品長時刻安全牢靠運轉的重要保障。因而,要求絕緣材料不斷開展新品種,進步產品功用與質量,以適應電工產品不斷開展的需求
    我國絕緣材料職業通過50多年的開展,已開端構成一個產品比較完全,配套比較齊備,具有適當生產規模和科研實力的工業體系。特別是近20多年來,絕緣材料的品種開展迅速,質量有很大進步,產品水平已到達一個新的高度。
    20世紀曾經,絕緣材料根本上都是來自天然資料或其制品。Z早的電動機是用絲綢、棉紗、棉布作絕緣材料。為了進步耐水性等,選用蟲膠等天然樹脂與植物油、瀝青進行浸漬。
    20世紀初,因為有機組成和高分子化學的開展,人類制得了第一個組成聚合物——酚醛樹脂,它也是絕緣材料領域中的重要創造。酚醛樹脂一經面世,很快獲得了廣泛使用,先后制成了以酚醛樹脂為根底的浸漬漆、塑料、浸漬纖維制品與層壓制品。今后又呈現了脲醛樹脂、苯胺甲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、甘油樹脂等。
    30年代起,又開展了聚氯乙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、氯丁橡膠、聚乙烯醇縮醛等。20世紀50年代今后,有機硅樹脂、聚酯薄膜、不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂等工業化生產,一起玻璃纖維、粉云母制品開端工業化生產,促進了絕緣材料的開展。隨同現代聚合物化學與工業的開展,真實開端了以組成聚合物為根底的新絕緣材料的開展時期。前一段呈現的聚合物相繼使用于絕緣材料中,并迅速開展了新的絕緣材料品種,如無溶劑漆使用于電機
      浸漬;薄膜復合制品作為電機的槽絕緣;粉云母制品迅速開展,并被用于大型高壓發電機;六氟化硫面世并在高壓電器中獲得使用等。
    進入20世紀70年代,聚合物工業在進一步向大型工業化開展的一起,絕緣材料工業開端呈現了新的F級、H級絕緣材料體系,相繼開發了聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚酰亞胺、聚馬來酰亞胺、聚二苯醚等耐熱性絕緣漆、粘合劑和薄膜,以及改性環氧、不飽和聚酯、聚芳酰胺纖維紙及其復合資料等系列新產品。電工產品耐熱等級大批上升為B級,在冶金、吊車、機車電機等特別電機中開端選用新的F級、H級絕緣材料。
    進入20世紀80年代后,我國進行大規模的自主開發F級、H級絕緣材料,使功用得到進步,如呈現了改性二苯醚,改性雙馬來酰亞胺,改性聚酯亞胺漆包線漆,聚酰胺酰亞胺漆包線漆,聚酰亞胺漆包線漆,F級、H級玻璃纖維制品,高功用聚酰亞胺薄膜,F級環氧粉云母帶等。無溶劑浸漬樹脂和快干浸潰漆得到迅速開展。少膠粉云母帶、VPI(真空壓力浸漬)浸漬樹脂開端使用。
    現代使用納米技術開展納米絕緣材料。納米技術能夠使用于許多領域,包含絕緣材料領域。將納米級(范圍在1~100nm之間)粉料均勻地渙散在聚合物樹脂中,也能夠采納在聚合物內部構成或外加納米級晶?;蚍蔷ЯN镔|,還可構成納米級微孔或氣泡。因為納米級粒子的結構特征使復合型資料表現出一系列獨特而又奇異的功用,使納米資料開展成極有前景的新資料領域。目前我國已經開展了這方面的研究,如四川大學已制備聚酰亞胺/蒙脫土納米復合薄膜獲得成功。納米資料的使用必將為許多傳統的絕緣材料無法到達的新異功用,拓荒了新資料、新技術的開展前景。 [1] 
    界說修改
    絕緣材料又稱電介質,是指在直流電壓效果下,不導電或導電極微的物質,其電阻率一般大于1010Ω·m。絕緣材料的首要效果是在電氣設備中將不同電位的帶電導體阻隔開來,使電流能按必定的路徑流通,還可起機械支撐和固定,以及滅弧、散熱、儲能、防潮、防霉或改善電場的電位分布和保護導體的效果。因而,要求絕緣材料有盡可能高的絕緣電阻、耐熱性、耐潮性,還需求必定的機械強度。 [2] 
    絕緣材料的根本功用修改
    絕緣材料的首要功用目標
    為了防止絕緣材料的絕緣功用損壞造成事端,有必要使絕緣材料契合國家標準規則的功用目標。而絕緣材料的功用目標許多,各種絕緣材料的特性也各有不同,常用絕緣材料的首要功用目標有擊穿強度、耐熱性、絕緣電阻和機械強度等。
    (1)擊穿強度。絕緣材料在高于某一個數值的電場強度的效果下,會損壞而失掉絕緣功用,這種現象稱為擊穿。絕緣材料被擊穿時的電場強度,稱為擊穿強度,單位為:kV/mm。
    (2)耐熱性。當溫度升高時,絕緣材料的電阻、擊穿強度、機械強度等功用都會下降。因而,要求絕緣材料在規則的溫度下能長時刻工作且絕緣功用確保牢靠。不同成分的絕緣材料的耐熱程度不同,耐熱等級可分為Y、A、E、B、F、H、C等7個等級,并對每個等級的絕緣材料規則了Z高極限工作溫度。
    Y級:極限丁作溫度為90℃,如木材、棉紗、紙纖維、醋酸纖維、聚酰等紡織品及易于熱分解和熔化點低的塑料絕緣物。
    A級:極限工作溫度為105℃,如漆包線、漆布、漆絲、油性漆及瀝青等絕緣物。
    E級:極限工作溫度為120℃,如玻璃布、油性樹脂漆、高強度漆包線、乙酸乙烯耐熱漆包線等絕緣物。
    B級:極限工作溫度為130℃,如聚酯薄蠟、經相應樹脂處理的云母、玻璃纖維、石棉、聚酯漆、聚酯漆包線等絕緣物。
    F級:極限工作溫度為155℃,如用F級絕緣樹脂粘合或浸漬、涂敷后的云母,玻璃絲,石棉,玻璃漆布以及以上述資料為根底的層壓制品,云母、粉制品,化學熱安穩性較好的聚酯和醇酸類資料,復合硅有機聚酯漆。
    H級:極限工作溫度為180℃,如加厚F級資料、云母、有機硅云母制品、硅有機漆、硅有機橡膠聚酰亞胺復合玻璃布、復合薄膜、聚酰亞胺漆等。
    C級:極限工作溫度大于180℃。指不選用任何有機黏合劑及浸漬劑的無機物,如石英、石棉、云母、玻璃、陶瓷及四氟乙烯塑料等。
    (3)絕緣電阻。絕緣材料呈現的電阻值為絕緣電阻,一般狀態下,絕緣電阻一般達幾十兆歐以上。絕緣電阻因溫度、厚薄、外表情況(水分、污物等)的不同會存在較大差異。
    絕緣材料的電阻率盡管很高,但在必定的電壓效果下??傆形⑿‰娏魍ㄟ^,這種電流稱為走漏電流。
    (4)機械強度。依據各種絕緣材料的具體要求,相應規則的抗張、抗壓、抗彎、抗剪、抗撕、抗沖擊等各種強度目標,統稱為機械強度。
    (5)其他特性目標。有些絕緣材料以液態方式呈現,如各種絕緣漆,其特性目標就包含黏度、固定含量、酸值、枯燥時刻及膠化時刻等。有的絕緣材料特性目標還觸及滲透性、耐油性、伸長率、縮短率、耐溶劑性、耐電弧等。 [3] 
    絕緣材料的老化
    絕緣材料在電場效果下將發作極化、電導、介質發熱、擊穿等物理現象,在接受電場效果的一起,還要飽嘗機械、化學等許多要素的影響,長時刻_T作將會呈現老化現象。因而,電氣產品的許多毛病往往發作在絕緣部分。
    電介質的老化是指電介質在長時刻運轉中電氣功用、力學功用等隨時刻的增加而逐步劣化的現象。其首要老化方式有電老化、熱老化和環境老化等。
    (1)電老化。多見于高壓電器,發生的首要原因是絕緣材料在高壓效果下發作局部放電。
    (2)熱老化。多見于低壓電器,其機理是在溫度效果下.絕緣材料內部成分氧化、裂解、變質,與水發作水解反應而逐步失掉絕緣功用。
    (3)環境老化。又稱大氣老化,是因為紫外線、臭氧、鹽霧、酸堿等要素引起的污染性化學老化。其間。紫外線是首要要素.臭氧則由電氣設備的電暈或局部放電發生。
    絕緣材料一旦發作了老化,其絕緣功用一般都不可恢復,工程上常用下列辦法防止絕緣材料的老化。
    (1)在絕緣材料制造進程中加人防老劑。
    (2)戶外用絕緣材料可添加紫外線吸收劑,或用隔層阻隔陽光。
    (3)濕熱地帶使用的絕緣材料,可加人防霉劑。
    (4)加強電氣設備局部防電暈、防局部放電的辦法。
    絕緣材料的分類修改
    絕緣材料包含氣體絕緣材料、液體絕緣材料和固體絕緣材料。觸及電工、石化、輕工、建材、紡織等許多職業領域。
    氣體絕緣材料
    一般情況下,常溫常壓下的枯燥氣體均有杰出的絕緣功用。作為絕緣材料的氣體電介質,還需求滿足物理、化學功用及經濟性方面的要求??諝饧傲驓怏w是常用的氣體絕緣材料。
    空氣有杰出的絕緣功用,擊穿后其絕緣功用可瞬時自動恢復,電氣物理功用安穩、來歷極其豐富、使用面比較廣。但空氣的擊穿電壓相對較低,電極尖銳、間隔近、電壓波形陡、溫度高、濕度大等要素均可下降空氣的擊穿電壓,常選用壓縮空氣或抽真空的辦法來進步空氣的擊穿電壓。
    六氟化硫(SF6)氣體是一種不燃不爆、無色無味的惰性氣體,它具有杰出的絕緣功用和滅弧才能,遠高于空氣,在高壓電器中得到了廣泛使用。六氟化硫氣體還具有優異的熱安穩性和化學安穩性,但在600℃以上的高溫效果下,六氟化硫氣體會發作分解,將發生有毒物質。因而,在使用中應注意以下幾個方面。
    (1)嚴格控制含水量,做好除濕和防潮辦法。
    (2)選用適當的吸附劑去吸收有害物質及水分。
    (3)斷路器中六氟化硫氣體的壓力不能過高而呈現液化現象。
    (4)放置六氟化硫設備的場所應有杰出的通風條件。
    (5)對運轉、檢修人員應有必要和牢靠的勞動保護辦法。
    液體絕緣材料
    絕緣油有天然礦物油、天然植物油和組成油,如圖所示。天然礦物油使用廣泛,它是從石油原油中通過不同程度的精制提煉而得到的
    電器絕緣油
    電器絕緣油
    一種中性液體,呈金黃色,具有很好的化學安穩
      性和電氣安穩性。首要使用于電力變壓器、少油斷路器、高壓電纜、油浸式電容器等設備。天然植物油有蓖麻油、大豆油等。組成油有氧化聯苯甲基硅油、苯甲基硅油等,首要用于電力變壓器、高壓電纜、油浸紙介電容器中。
    絕緣油在貯存、運送和運轉進程中會受各種要素影響導致污染和老化。熱和氧在油的老化中起了Z首要的效果。工業中采納的防油老化的辦法有:加強散熱以下降油溫;用氮氣、薄膜使變壓器油與空氣隔絕;使用枯燥劑以消除水分;添加抗氧化劑;防止日光照耀等。油被污染后可采納壓力過濾法或電凈化法進行凈化和再生。
    為了確保充油設備的安全運轉,有必要常常檢查油的溫升、油面高度、油的閃點、酸值、擊穿強度和介質損耗角正切值,必要時還要進行變壓器油的色譜分析。需求彌補油時,盡量用原型號或相近型號,并應進行混合試驗。
    固體絕緣材料
    固體絕緣材料的品種許多,其絕緣功用優秀,在電力系統中的使用很廣。常用的固體絕緣材料有:絕緣漆、絕緣膠;纖維制品;橡膠、塑料及其制品;玻璃、陶瓷制品;云母、石棉及其制品等。
    絕緣漆、絕緣膠都是以高分子聚合物為根底,能在必定條件下固化成絕緣硬膜或絕緣全體的重要絕緣材料。
    絕緣漆首要由漆基、溶劑、稀釋劑、填料等部分組成,絕緣漆的成膜固化后絕緣強度較高,一般可作為電動機、電器線圈的浸漬絕緣或涂覆絕緣。按用處可分為浸漬漆、漆包線漆、覆蓋漆、硅鋼片漆和防電暈漆等。
    絕緣膠與絕緣漆相似,一般加有填料,廣泛用于澆注電纜接頭、套管、220kV及其以下電流互感器、10kV及其以下電壓互感器。用的絕緣膠有黃電纜膠、黑電纜膠、環氧電纜膠、環氧樹脂膠、環氧聚酯膠等。
    絕緣纖維制品是指用絕緣紙、紙板、紙管和各種纖維織物等制成的絕緣材料。浸漬纖維制品則是用絕緣纖維制品作底材,浸以絕緣漆制成,它具有必定的機械強度、電氣強度、耐潮功用,還具備了一些防霉、防電、防輻射等特別功用。絕緣電工層壓制品是以纖維作底材,浸涂不同的膠黏劑,經熱壓或卷制而成的層狀結構絕緣材料,其功用取決于底材和膠黏劑及其成型工藝,可制成具有優秀電氣功用、力學功用和耐熱、耐霉、耐電弧、防電暈等特性的制品。

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