Cât de multe știi despre materialele solide de izolare?
May 08, 2024
Materialele izolante solide sunt materiale solide utilizate pentru a izola conductori de diferite potențiale. Materialele solide de izolare sunt, în general, solicitate să aibă un rol de susținere. În comparație cu materialele izolante cu gaze și cu materialele izolante lichide, materialele izolante solide au o rezistență la rupere mult mai mare datorită densității lor mai mari, ceea ce are o mare importanță în reducerea grosimii izolației.
Prezentare generală Materialele izolante solide sunt materiale solide utilizate pentru a izola conductori cu potențiale diferite. În general, materialele izolante solide sunt necesare și ele să aibă un rol de susținere.
Materialele izolante solide pot fi împărțite în două categorii: anorganice și organice.
În comparație cu materialele de izolare cu gaz și materialele de izolare lichide, materialele de izolare solide au o rezistență la rupere mult mai mare datorită densității lor mai mari, ceea ce este de mare importanță pentru reducerea grosimii izolației. Rezistența de izolație, constanta dielectrică și pierderea dielectrică a materialelor izolante solide variază într-o gamă largă.
De exemplu, rezistența de izolație a politetrafluoretilenei poate fi de până la 1020Ω·m, ceea ce poate preveni scurgerea excesivă a curentului, iar constanta sa dielectrică relativă este foarte scăzută (doar 2,0), ceea ce face ca capacitatea izolației să fie foarte mare. mic; în mod corespunzător, ceramica cu dielectric înalt are constante dielectrice relative extrem de ridicate (până la câteva mii). Prin urmare, materialele de izolare solide pot fi selectate în funcție de diferite cerințe.
Solidele anorganice includ în principal mica, mica pulbere și produse din mica, sticlă, fibră de sticlă și produsele acestora, precum și porțelan electric, folie de alumină etc. Sunt rezistente la temperaturi ridicate, nu se îmbătrânesc ușor și au o rezistență mecanică considerabilă. Unele dintre ele, precum porțelanul electric, au costuri reduse și ocupă o anumită poziție în aplicații. Dezavantajul materialelor izolante solide anorganice este că au performanțe slabe de prelucrare și nu sunt ușor de adaptat la cerințele de turnare ale echipamentelor electrice pentru materiale izolatoare.
Mica și produsele din mica pudră au rezistență coronară pe termen lung și sunt o componentă importantă a structurii de izolație a echipamentelor de înaltă tensiune. Ele pot fi folosite și în situații de temperatură ridicată.
sticlă
Procesul sticlei este mai simplu decât cel al ceramicii și poate fi folosit pentru a face izolatori. Fibra de sticlă poate fi transformată în mătase, pânză și bandă. Are o rezistență la căldură mult mai mare decât fibra organică și joacă un rol important în dezvoltarea structurilor de izolație la temperaturi ridicate.
Produsele electrice din porțelan au o rezistență excelentă la descărcare și o anumită rezistență mecanică, astfel încât sunt potrivite în special pentru aplicațiile de transmisie și distribuție a energiei de înaltă tensiune. După ani de cercetare, au fost dezvoltate varietăți cu rezistență mecanică ridicată, rezistență la temperatură ridicată și constantă dielectrică ridicată.
În secolul al XIX-lea, solidele organice erau în principal naturale, cum ar fi hârtia, bumbacul, mătasea, cauciucul și uleiurile vegetale curabile. Aceste materiale sunt flexibile, pot îndeplini cerințele procesului de aplicare și sunt ușor de obținut. Începând cu secolul al XX-lea, apariția materialelor polimerice sintetice a schimbat fundamental aspectul materialelor izolante solide.
Bakelitul a fost folosit pentru prima dată ca material izolator. Ulterior au apărut polietilena și polistirenul. Datorită constantei lor dielectrice extrem de mici și a pierderilor dielectrice, acestea au îndeplinit cerințele de frecvențe înalte și s-au adaptat la dezvoltarea noilor tehnologii precum radarul. Rășina siliconică combinată cu pânză de sticlă cu conținut scăzut de alcali îmbunătățește foarte mult nivelul de rezistență la căldură al motoarelor și al aparatelor electrice. Sârma emailată din polivinil formal ca bază de vopsea a deschis perspective largi pentru sârmă emailată, înlocuind sârma acoperită cu mătase și sârmă acoperită cu fire. Grosimea peliculei de poliester este de doar câteva zeci de microni.
Folosirea acestuia pentru a înlocui hârtia și pânza originală îmbunătățește foarte mult indicatorii tehnici și economici ai motoarelor și a aparatelor electrice. Utilizarea hârtiei din fibră de poliaramidă, a foliei de poliester și a foliei de poliimidă face ca gradele de rezistență la căldură ale izolației slotului motorului să devină F și respectiv H (vezi gradul de rezistență la căldură a izolației și testul de îmbătrânire termică). Au existat evoluții similare în materialele elastomerice, cum ar fi cauciucul siliconic rezistent la căldură, cauciucul nitrilic rezistent la ulei și, ulterior, cauciucul fluor, cauciucul etilen-propilenic etc.
