Isolasjonsmaterialer og deres klassifisering. Fiber isolasjon

Noen materialer som brukes i elektriske apparater og elektriske kretser har dielektriske egenskaper, dvs. at de har en høy motstand mot strøm. Denne evnen gir dem mulighet til å bære en gjeldende, og slik at de blir brukt til å lage isolasjon av spenningsførende deler. Isolasjonsmaterialer er utformet ikke bare for separasjon av spenningsførende deler, men også for å skape beskyttelse mot skadelige virkninger av elektrisk strøm. For eksempel, strømledningene til elektriske apparater er dekket med isolasjon.

Isolasjonsmaterialer og deres søknad

Isolasjonsmaterialer er mye brukt i industrien, radio og instrument, elektrisk nett utvikling. Normal drift av elektriske apparat eller elektrisk beskyttelseskrets i stor grad avhenger av dielektrikum anvendt. Noe av parametrene materiale for elektrisk isolasjon, bestemme dets kvalitet og egenskaper.

Bruk av isolasjonsmaterialer på grunn av sikkerhetsbestemmelser. Integriteten til isolasjon er nøkkelen til sikker drift av elektrisk strøm. Svært farlig å bruke apparater med skadet isolasjon. Selv en liten elektrisk strøm kan ha en innvirkning på menneskekroppen.

dielektriske egenskaper

Isolasjonsmaterialer må ha visse egenskaper for å kunne utføre sine funksjoner. Hovedforskjellen mellom isolatorer fra lederne er det store volum resistivitet (109-1020 ohm-cm). Den elektriske ledningsevne av lederne i forhold til dielektrika en gang i 15 ganger. Dette skyldes det faktum at isolatorene i naturen er flere ganger mindre enn de frie ioner og elektroner, som gir strøm ledningsevne for materialet. Men når oppvarmet materiale dem blir større, og dermed øke strømledningsevne.

Skille Aktive og passive dielektriske egenskaper. Isolasjon viktigste passive egenskaper. Den dielektriske konstanten til materialet bør være så liten som mulig. Dette gjør at isolatoren ikke bidrar til kretsen parasittisk kapasitans. For det materiale som brukes som en kondensator dielektrikum, bør den dielektriske konstant være, tvert imot, så mye som mulig.

isolasjonsegenskaper

De grunnleggende parametrene inkluderer isolasjon dielektrisk styrke, spesifikk elektrisk motstand, relativ permittivitet, dielektriske tapsvinkel. Når man skal vurdere elektriske egenskapene til materialet som også tar hensyn til avhengighet av disse egenskapene av verdiene for den elektriske strøm og spenning.

Isolerende materialer og produkter har en større størrelsen av den elektriske motstand i forhold til de ledere og halvledere. Det er også viktig for stabiliteten av isolatoren ved oppvarming av bestemte mengder, øker spenningen og andre endringer.

Klassifisering dielektriske materialer

Avhengig av den aktuelle kapasitet som flyter i lederen, å bruke forskjellige typer av isolasjon, som skiller seg i sine evner.

Ved hvilke parametre er oppdelt isolerende materiale? Klassifisering dielektrika basert på deres tilstand av aggregering (fast, flytende og gassformet) og opprinnelse (organisk: naturlige og syntetiske, uorganiske: naturlig og kunstig). Den vanligste typen av faste dielektrika, som kan sees på ledningen av husholdningsapparater eller andre elektriske apparater.

Faste og flytende dielektrika i sin tur er delt inn i undergrupper. Solid DIELECTRICS er lakkert klut, laminater og ulike typer glimmer. Voks, oljer og flytende gasser er flytende isoleringsmaterialer. Spesielle gass DIELECTRICS brukes mye sjeldnere. Denne type gir også en naturlig elektrisk isolator - luft. Bruken er betinget ikke bare av luft egenskaper som gjør det til et utmerket isolator, men også dens effektivitet. Anvendelsen av luft som isolasjonen krever ikke ytterligere materialkostnader.

solide dielectrics

Faste elektriske isolasjonsmaterialer - det bredeste klasse av dielektrika, som er brukt i ulike felt. De har forskjellige kjemiske egenskaper, og verdien av dielektrisitetskonstanten varierer fra 1 til 50.000.

Faste dielektrika er delt inn i ikke-polar, polar og ferroelektriske materialer. Deres viktigste forskjellen er polarisering av mekanismene. Denne klassen som har isolasjonsegenskaper så som kjemisk resistens, ikke-sporing, dendritostoykost. Kjemisk motstand er uttrykt i evnen til å motstå påvirkning av aggressive medier (syre, alkali, etc.). Tregingostoykost bestemmer om motstå en elektrisk lysbue, og dendritostoykost - dannelse av dendritter.

Faste dielektrika er brukt i ulike felt av energi. For eksempel, de keramiske isolerende materialer som oftest brukes som lineære og gjennomføringsisolatorer i understasjoner. Som isolasjon av elektriske apparater som brukes papir, polymerer, glass fiber. For maling mest brukte maskiner og utstyr, papp sammensatte.

For anvendelse i de forskjellige driftstilstander av isolasjon gi noen spesielle egenskaper ved å kombinere forskjellige materialer: Varmebestandighet, fuktighetsmotstand, strålingsmotstand og kald motstand. Varmebestandige isolatorer som er i stand til å motstå temperaturer opp til 700 ° C, og disse inkluderer glass og materiale på sin basis, organosility og noen polymerer. Tropesikker og fuktighetsbestandig materiale er PTFE som er ikke-hygroskopisk og hydrofobe.

Isolasjon, motstandsdyktig mot stråling som anvendes i anordninger med atomelementer. Det inkluderer uorganiske filmer, enkelte typer av polymerer, glassfiber og materialer basert på glimmer. Hardy ansett isolasjon som ikke taper sine egenskaper ved temperaturer opp til -90 ° C. Spesielle krav til isolasjon beregnet for enheter som opererer i mellomrommet eller vakuum. For disse formål, brukte vakuum-tett materiale, som inkluderer spesielle keramikk.

flytende dielektrika

Flytende elektrisk isolerende materialer anvendes ofte i elektriske maskiner og apparater. Transformatoroljen er rollen spilt av isolasjonen. K dielektrisk fluid også inneholde flytendegjorte gasser, umettede vaselin og paraffinolje, organopolysiloxaner, destillert vann (renset fra salter og urenheter).

De viktigste egenskapene til flytende dielektrika er dielektrisitetskonstanten, dielektrisk styrke og elektrisk ledningsevne. Også de elektriske parametre av dielektrisk er i stor grad avhengig av graden av rensing. Faste urenheter kan øke den elektriske ledningsevne av væsker på grunn av spredning av frie ioner og elektroner. Rensing av væsker ved destillasjon, ionebytting etc. Det fører til en økning i mengden av elektrisk materialets styrke, og dermed redusere dens ledningsevne.

Flytende dielektrika er delt inn i tre grupper:

• petroleumsoljer;
• vegetabilske oljer;
• syntetiske oljer.

De mest brukte av jordolje, slik som transformator, kabel og kondensator. Syntetisk væske (organosilisium og organofluorine forbindelser) blir også anvendt i instrumentet gjør. For eksempel, kuldebestandige og silikonforbindelser er hygroskopiske, så brukt som en isolator i små transformatorer, men kostnadene er høyere enn prisen på petroleumsoljer.

Vegetabilske oljer er ikke brukt som isolasjonsmateriale i elektrisk isolasjon teknologi. Disse inkluderer ricinusolje, linfrø, hamp, og treolje. Disse materialene er svakt polare dielektrika og blir i hovedsak brukt for impregnering av papir kondensatorer og som filmdannende stoffer i elektriske lakk, malinger, emaljer.

gassformige dielektrika

De mest vanlige gassformige dielektrika er luft, nitrogen, hydrogen og svovelheksafluorid. Isolerende gasser er delt inn i naturlig og kunstig. De naturlige luft bekymringer, som brukes som isolasjon mellom spenningsførende deler av kraftledninger og elektriske biler. Når luft isolatoren har ulemper som gjør det umulig å bruke i hermetisk forseglede enheter. På grunn av tilstedeværelsen av høy konsentrasjon av atmosfærisk oksygen er en oksidant, og en lav elektrisk styrke av luft, er vist i inhomogene felt.

I transformatorer og høyspentkabler brukes som isolasjon nitrogen. Hydrogen foruten elektrisk isolerende materiale representerer også en tvungen kjøling, så brukes ofte i elektriske maskiner. Den forseglede enheter mest brukte svovelheksafluorid. Fylt med gass for å gjøre en enhet egensikker. Den brukes i høyspenningseffektbrytere takket være den bue suppresjonsegenskapene.

organiske dielectrics

De organiske isolasjonsmaterialer er delt inn i naturlige og syntetiske. Naturlige organiske dielektrika er nå sjelden brukt, så mer og mer utvidet produksjon av syntetisk, og dermed redusere sine kostnader.

De naturlige organiske dielektrika omfatter cellulose, gummi, parafin, vegetabilsk olje (kastorolje). De fleste av de syntetiske, organiske dielektrika er forskjellige plaster og elastomerer som vanligvis anvendes i elektriske husholdningsapparater og annet utstyr.

uorganiske dielectrics

De uorganiske isolasjonsmateriale er delt i naturlig og kunstig. Den vanligste av naturlig materiale er glimmer som har kjemisk og termisk stabilitet. Det er også brukt til isolasjon phlogopite og muskovitt.

Ved kunstige uorganiske dielektrika omfatter glassbaserte materialer, så vel som porselen og keramiske materialer. Avhengig av programmet, kan den kunstige dielektriske formidle spesielle egenskaper. For eksempel, for å foringer som brukes feltspat keramisk materiale, som har en høy dielektrisk tapstangenten.

Fiber isolasjon

De fibrøse materialer er ofte brukt til isolasjon i elektriske apparater og maskiner. Disse inkluderer plante materialer (gummi, cellulose, stoff), syntetisk tekstil (nylon, nylon), og polystyren materialer, polyamid, etc.

De organiske fibermaterialer er meget hygroskopisk, derfor sjelden brukt uten noen spesiell impregnering.

Nylig, i stedet for de organiske materialer anvendte syntetiske fiberisolasjon, som har en høy grad av varmeresistens. Disse omfatter glassfibre og asbest. Glassfiber impregnert med forskjellige lakker og harpikser for å forbedre dets hydrofobe egenskaper. Asbestfibre og har lav styrke mekanisk, så ofte det er tilsatt bomullsfibre.