Kolik toho víte o pevných izolačních materiálech?
May 08, 2024
Pevné izolační materiály jsou pevné materiály používané k izolaci vodičů různých potenciálů. Pevné izolační materiály mají obecně také podpůrnou roli. Pevné izolační materiály mají ve srovnání s plynovými izolačními materiály a tekutými izolačními materiály mnohem vyšší průraznou pevnost díky své vyšší hustotě, což má velký význam při snižování tloušťky izolace.
Přehled Pevné izolační materiály jsou pevné materiály používané k izolaci vodičů s různými potenciály. Obecně se také vyžaduje, aby pevné izolační materiály měly podpůrnou roli.
Pevné izolační materiály lze rozdělit do dvou kategorií: anorganické a organické.
Pevné izolační materiály mají ve srovnání s plynovými izolačními materiály a tekutými izolačními materiály mnohem vyšší průraznou pevnost díky své vyšší hustotě, což má velký význam pro snížení tloušťky izolace. Izolační odpor, dielektrická konstanta a dielektrická ztráta pevných izolačních materiálů se mění v širokém rozsahu.
Například izolační odpor polytetrafluorethylenu může být až 1020Ω·m, což může zabránit nadměrnému svodovému proudu, a jeho relativní dielektrická konstanta je velmi nízká (pouze 2,0), díky čemuž je kapacita izolace velmi malý; odpovídajícím způsobem má vysoce dielektrická keramika extrémně vysoké relativní dielektrické konstanty (až několik tisíc). Proto lze pevné izolační materiály vybírat podle různých požadavků.
Mezi anorganické pevné látky patří především slída, prášková slída a výrobky ze slídy, sklo, skleněná vlákna a jejich výrobky, dále elektroporcelán, hliníková fólie atd. Jsou odolné vůči vysokým teplotám, nesnadno stárnou a mají značnou mechanickou pevnost. Některé z nich, jako je elektrický porcelán, mají nízkou cenu a zaujímají určitou pozici v aplikacích. Nevýhodou anorganických pevných izolačních materiálů je to, že mají špatný výkon při zpracování a nelze je snadno přizpůsobit požadavkům na lisování izolačních materiálů elektrických zařízení.
Slída a výrobky z práškové slídy mají dlouhodobou odolnost vůči koroně a jsou důležitou součástí izolační struktury vysokonapěťových zařízení. Mohou být také použity v situacích s vysokou teplotou.
sklenka
Proces skla je jednodušší než proces keramiky a lze jej použít k výrobě izolantů. Ze skleněných vláken lze vyrobit hedvábí, látku a pásku. Má mnohem vyšší tepelnou odolnost než organické vlákno a hraje důležitou roli při vývoji izolačních struktur při vysokých teplotách.
Výrobky z elektrického porcelánu mají vynikající odolnost proti vybíjení a určitou mechanickou pevnost, takže jsou zvláště vhodné pro vysokonapěťové přenosy a rozvody energie. Po letech výzkumu byly vyvinuty odrůdy s vysokou mechanickou pevností, odolností vůči vysokým teplotám a vysokou dielektrickou konstantou.
V 19. století byly organické pevné látky převážně přírodní, jako papír, bavlna, hedvábí, kaučuk a vytvrditelné rostlinné oleje. Tyto materiály jsou flexibilní, splňují požadavky aplikačního procesu a lze je snadno získat. Od 20. století nástup syntetických polymerních materiálů zásadně změnil vzhled pevných izolačních materiálů.
Bakelit byl poprvé použit jako izolační materiál. Později se objevil polyetylen a polystyren. Díky své extrémně malé dielektrické konstantě a dielektrické ztrátě splnily požadavky na vysoké frekvence a přizpůsobily se vývoji nových technologií, jako je radar. Silikonová pryskyřice v kombinaci se skleněnou tkaninou s nízkým obsahem alkalických látek výrazně zlepšuje úroveň tepelné odolnosti motorů a elektrických spotřebičů. Smaltovaný drát vyrobený z polyvinylformalu jako základ barvy otevřel široké možnosti pro smaltovaný drát, který nahradil drát potažený hedvábím a drát potažený přízí. Tloušťka polyesterové fólie je jen několik desítek mikronů.
Jeho použití jako náhrada původního papíru a látky výrazně zlepšuje technické a ekonomické ukazatele motorů a elektrických spotřebičů. Použití papíru z polyaramidových vláken, polyesterového filmu a polyimidového filmu způsobí, že stupně tepelné odolnosti izolace štěrbin motoru se stanou F a H (viz stupeň tepelné odolnosti izolace a test tepelného stárnutí). K podobnému vývoji došlo u elastomerních materiálů, jako je žáruvzdorný silikonový kaučuk, oleji odolný nitrilový kaučuk a následně fluorový kaučuk, etylen-propylenový kaučuk atd.
