Электроизоляционные материалы

Электроизоляционными называются мате­риалы, предназначенные для разделения токоведущих элементов, находящихся под разными потенциа­лами во время работы электро- и радиоустановок. В качестве электроизоляционных материалов используются газообразные, жидкие и твердые диэлектрики.

Особую группу составляют твердеющие материалы: лаки, клеи, компаунды.

Газообразные диэлектрики. Наиболее распространенным газообразным диэлектриком является воздух. Воздух изолирует провода ЛЭП, обнаженные токоведущие части электро- и радиоаппаратуры и т. д.

Достаточно широкое распространение имеет элегаз - газообразный диэлектрик с пробивной напряженностью, в 2,5 раза большей, чем у воздуха. Водород, азот, инертные газы также используются в качестве газообразных диэлектриков.

Жидкие диэлектрики. К таким диэлектрикам относятся нефтяные электроизолирующие масла и син­тетические жидкие диэлектрики. Нефтяные масла яв­ляются продуктом перегонки нефти и представляют собой смесь различных углеводородов. Самое большое распространение в электротехнике находит транс-форматорное масло. Оно используется для заливки силовых трансформаторов и заполнения баков высоковольтных выключателей. Конденсаторное масло применяется для пропитки бумажной изоляции в конденсаторах, кабельное масло для пропитки бумажной изоляции кабелей. Синтетические жидкие диэлектрики наиболее широко представлены соволом. Реже применяются кремнийорганические и фторорганические жидкие диэлектрики.

Твердые диэлектрики. К этому классу диэлектриков относятся:

1) диэлектрики на основе волокнистых органических материалов. Это различные электроизоляционные бумаги (конденсаторная, кабельная, телефонная ит. д.), картон, фибра (тонкая бумага, обработанная раствором хлористого цинка), природные (хлопчатобумажные ткани, натуральный шелк) и синтетические(вискозный и ацетатный шелк) текстильные мате­риалы. Применяются также текстильные материалы, пропитанные электроизоляционными лаками (лако-ткани);

2) природные минеральные материалы (слюда, асбест). Слюда используется в качестве диэлектрика в конденсаторах, а также для изготовления миканита - листового или рулонного материала, склеенного из отдельных лепестков слюды с помощью лака или смолы, асбест - для изоляции нагревательных эле­ментов, которые работают при высоких температурах;

3) пластмассы, состоящие из двух компонентов: связующего и наполнителя. Связующий компонент - это органический полимер, обладающий способностью деформироваться под давлением; наполнитель - порошкообразное, волокнистое или листовое вещество (каменная мука, мелкие опилки, хлопчатобумажные, асбестовые или стеклянные волокна). Распространенный представитель пластмасс - гетинакс - слоистый пластик, получаемый путем горячей прессовки бумаги, пропитанной бакелитом;

4) эластомассы - материалы, полученные на основе каучука и близких к нему по свойствам веществ. Широкое распространение получили резина и эбонит;

5) стекла - неорганические аморфные вещества на основе оксида кремния. Стекла используются для изготовления изоляторов, баллонов электронных ламп и стеклотканей;

6) керамики. Наиболее распространенным является фарфор. В частности, в радиотехнике используется радиофарфор.

Твердеющие диэлектрики. К ним относятся смолы, лаки, компаунды. К природным смолам относятся шеллак и канифоль. Большее применение имеют син-тетические смолы (полистирол, полиэтилен, поливинилхлорид). Эпоксидные смолы в чистом виде являются термопластичными материалами, растворяются в раз-личных растворителях, могут храниться длительное время, не изменяя своих свойств. При добавлении отвердителей эпоксидные смолы довольно быстро твердеют.

Электроизолирующие лаки применяются для пропитки волокнистой изоляции, что приводит к увеличению пробивного напряжения, уменьшению гигроско-пичности, созданию изолирующей пленки на поверхности лакируемых предметов.

Компаунды представляют собой смеси смол, воскообразных веществ и битумов с различными добав­лениями. Это термопластичные материалы, расплавляемые перед употреблением. Расплавленные компаунды применяют для получения толстого слоя при покрытии, пропитки обмоток трансформаторов и т. д.

Параметры некоторых изоляционных материалов даны в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Диэлектрик	Епр 108, В/см	1г	Диэлектрик	<Г„Р-10°, В/см	е,
Воздух Трансформаторное масло	30 50—180	1,0 2-2,5	Поливинилхлорид Резина	150—200	3,2 3-6
Совол		5,3	Стекло	100—150	6—10
Бумага, про-	100—250	3,6	Слюда	500—1000	5,4
питанная мас-			Фарфор	150—200	5,5
лом			Электрокар-	80—120	3-5
Гетинакс	100—150	4—7	тон
Миканит	150—400	5-6