Izolačné materiály a ich klasifikácia. Vláknité izolačné materiály

Niektoré materiály používané v elektrických spotrebičov a elektrických obvodov majú dielektrické vlastnosti, tj. Majú vysokú odolnosť proti prúdu. Táto schopnosť im umožňuje niesť prúd, a preto sa používajú na vytvorenie izolácie živých častí. Izolačné materiály sú určené nielen pre oddelenie živých častí, ale aj pre vytváranie ochranu pred nebezpečnými účinkami elektrického prúdu. Napríklad, napájacie káble elektrospotrebičov pokryté izoláciou.

Izolačné materiály a ich aplikácie

Izolačné materiály sú široko používané v priemysle, rádio a nástroje, vývoj elektrických rozvodných sieťach. Normálna prevádzka elektrických spotrebičov alebo elektrickom bezpečnostnom okruhu do značnej miery závisí od použitých dielektrika. Niektoré z parametrov materiálu pre elektrické izolácie, určiť jeho kvalitu a vlastnosti.

Použitie izolačných materiálov kvôli bezpečnostným predpisom. Celistvosť izolácia je kľúčom k bezpečnej prevádzke elektrického prúdu. Veľmi nebezpečné používať zariadenie s poškodenou izoláciou. Dokonca aj malý elektrický prúd môže mať vplyv na ľudský organizmus.

dielektrické vlastnosti

Izolačné materiály musia mať určité vlastnosti, za účelom výkonu svojich funkcií. Hlavný rozdiel medzi izolátory z vodičov je veľký merný odpor (109-1020 ohm-cm). Elektrická vodivosť vodičov v porovnaní s dielektrika raz za 15 krát. To je spôsobené tým, že zo svojej podstaty izolátory sú niekoľkonásobne menšie, než voľné ióny a elektróny, ktoré poskytujú aktuálne vodivosť materiálu. Ale pri zahrievaní materiálu je sa zväčší, čím sa zvyšuje prúd vodivosť.

Rozlišovať aktívne a pasívne dielektrické vlastnosti. Izolačné najdôležitejšie pasívne vlastnosti. Dielektrická konštanta materiálu by mal byť tak malý, ako je to možné. To umožňuje, aby izolátor neprispieva k okruhu parazitné kapacitné. Pre materiál, ktorý sa používa ako kondenzátora dielektrikum, dielektrická konštanta by mala byť naopak, ako je to len možné.

izolačné vlastnosti

Medzi základné parametre patria izolačné dielektrickú pevnosť, špecifický elektrický odpor, relatívna permitivita, dielektrický stratový uhol. Pri vyhodnocovaní elektrických vlastností materiálu tiež berie do úvahy závislosť týchto vlastností na hodnoty elektrického prúdu a napätia.

Izolačné materiály a výrobky majú väčšiu veľkosť elektrického odporu v porovnaní s vodičmi a polovodiče. Je tiež dôležité pre stabilitu izolantu zahrievaním konkrétne množstvo, čím sa zvyšuje napätie a ďalšie zmeny.

Klasifikácia dielektrické materiály

V závislosti na aktuálnej kapacite prúdiace vo vodiči, používať rôzne druhy izolácií, ktoré sa líšia vo svojich schopnostiach.

Tým, aké parametre sú rozdelené izolačných materiálov? Klasifikácia dielektrika na základe ich skupenstvo (pevné, kvapalné a plynné) a pôvod (ekologické: prírodné a syntetické, anorganické: prírodné a umelé). Najbežnejším typom pevných dielektrika, ktoré možno vidieť na šnúre domácich spotrebičov alebo iných elektrických spotrebičov.

Pevné a kvapalné dielektrika, podľa poradia, sú rozdelené do podskupín. Tuhé dielektrika sú lakované tkaniny, lamináty a rôzne druhy sľudy. Vosky, oleje a skvapalnených plynov sú kvapalné izolačné materiály. Zvláštne plynné dielektrika sa používajú oveľa menej často. Tento typ tiež poskytuje prirodzený elektrický izolátor - vzduch. Jeho použitie je podmienená nielen leteckými vlastnosťami, ktoré z neho robia výborný izolant tvoria, ale aj jeho účinnosť. Použitie vzduchu ako izolácia nevyžaduje ďalšie materiálové náklady.

pevná dielektrika

Pevné elektrické izolačné materiály - najširší trieda dielektrika, ktoré sa používajú v rôznych oblastiach. Majú odlišné chemické vlastnosti a hodnotu dielektrickou konštantou v rozmedzí od 1 do 50.000.

Pevné dielektrika sú rozdelené do nepolárne, polárne a feroelektrik. Ich hlavným rozdielom je polarizácia mechanizmov. Táto trieda má izolačné vlastnosti, ako je odolnosť proti chemikáliám, non-sledovanie, dendritostoykost. Chemická odolnosť je vyjadrená v schopnosti odolávať vplyvu agresívne médiá (kyseliny, alkalických kovov, atď.). Tregingostoykost určuje, či vydržať elektrický oblúk, a dendritostoykost - tvorbu dendritov.

Tuhé dielektrika sa používajú v rôznych oblastiach energetiky. Napríklad keramické izolačné materiály najčastejšie používa ako lineárny a tesniaci systém izolátorov v rozvodniach. Ako izoláciu elektrických spotrebičov, starý papier, polyméry, zo sklenených vlákien. U farieb najčastejšie používané stroje a zariadenia, lepenka zlúčeniny.

Na použitie v rôznych prevádzkových podmienkach izolácie dodávajú niektoré špeciálne vlastnosti, kombináciou rôznych materiálov: tepelnú odolnosť, odolnosť proti vlhkosti, odolnosť proti žiareniu a odolnosť proti chladu. Žiaruvzdorné izolátory, ktoré sú schopné odolávať teplotám až do 700 ° C, medzi ne patrí sklo a materiály na ich báze, organosility a niektorých polymérov. Tropické a odolný proti vlhkosti materiálu je PTFE, ktorý je nehygroskopické a hydrofóbne.

Izolácia, odolné proti žiareniu, použitého v zariadení s atómovými prvkami. To zahŕňa anorganické filmy, niektoré typy polymérov, zo sklených vlákien a materiálov na báze sľudy. Hardy považovaný izoláciu, ktorá nestráca svoje vlastnosti pri teplotách až do -90 ° C Osobitné požiadavky na izoláciu určený pre zariadenia pracujúce v priestore alebo vo vákuu. Pre tieto účely, ktoré sa používajú vákuové husté materiály, ktoré obsahujú špeciálne keramiky.

tekuté dielektrika

Tekuté elektrické izolačné materiály sa často používajú v elektrických strojov a prístrojov. Transformátor olej je úloha, ktorú hrá izolácie. K dielektrická kvapalina miestami skvapalnené plyny, nenasýtené vazelínu a parafínový olej, organopolysiloxany, destilovaná voda (purifikovaný od solí a nečistôt).

Hlavné vlastnosti kvapalných dielektrik sú permitivita, dielektrická pevnosť a elektrická vodivosť. Tiež elektrické parametre dielektrika je do značnej miery závislá na stupni čistenia. Pevné nečistoty môžu zvýšenie elektrickej vodivosti kvapalín vzhľadom k proliferácii voľných iónov a elektrónov. Pre čistenie tekutiny destiláciou, iónová výmena atď To vedie k zvýšeniu množstva elektrickej pevnosti materiálu, čím sa znižuje jeho vodivosť.

Kvapalné dielektrika sú rozdelené do troch skupín:

• ropné oleje;
• rastlinné oleje;
• syntetické tekutiny.

Najbežnejšie používané minerálne oleje, ako je transformátor, kábel a kondenzátor. Syntetické kvapalina (organokřemičité a organofluorových zlúčeniny), sa tiež používajú vo výrobe prístroja. Napríklad, mrazuvzdorné a silikónové zlúčeniny sú hygroskopické, takže použitý ako izolátor v malých transformátorov, ale ich náklady sú vyššie, než je cena ropných olejov.

Rastlinné oleje sa nepoužívajú ako izolačné materiály v elektrických izolačnej techniky. Patrí medzi kolieska, ľanového semena, konope, a tungový olej. Tieto slabo polárne materiály sú dielektrika a používajú sa najmä pre impregnáciu papiera kondenzátorov a ako filmotvorné látky v elektrických lakov, emailov.

plynné dielektrika

Najbežnejšie plynné dielektrika sú vzduch, dusík, vodík, a fluorid sírový. Izolačné plyny sa delia na prírodné a umelý. Prirodzené vzduchové obavy, ktoré sa používa ako izolácia medzi živými časťami elektrického vedenia a elektrických automobilov. Vzhľadom k tomu, vzduchové izolátora má nevýhody, ktoré znemožňujú používať v hermeticky uzavretej zariadení. Vzhľadom k prítomnosti vysokej koncentrácie atmosférického kyslíka je oxidačné činidlo, a nízka elektrická pevnosť vzduchu je znázornený na nehomogénnych poliach.

V výkonových transformátorov a káblov vysokého napätia sa používajú ako izolačná dusíka. Vodík okrem elektricky izolačného materiálu, takisto predstavuje nútené chladenie, tak často používané v elektrických strojoch. Utesnená jednotky najčastejšie používa fluorid sírový. Naplnené plynom, aby sa prístroj skutočne bezpečné. To je použité vo vysokonapäťových ističov vďaka potlačeniu oblúk vlastnosťami.

organické dielektrika

Organické izolačné materiály sa delia na prírodné a syntetické. Prírodné organické dielektrika sa teraz používa len zriedka, a tak stále viac a viac rozšírený výrobu syntetických, čím sa znižuje ich cenu.

Tieto prírodné organické dielektrika zahŕňajú celulózu, kaučuk, parafín, rastlinné oleje (ricínový olej). Väčšina syntetických organických dielektrika rôzne plasty a elastoméry bežne používané v elektrických domácich spotrebičov a iných zariadení.

anorganické dielektrika

Anorganické izolačné materiály sa delia na prírodné a umelý. Najbežnejšou z prírodného materiálu je sľuda, ktorá má chemickú a tepelnú stabilitu. Používa sa tiež pre izolačné flogopitu a muskovit.

Umelými anorganických dielektrik zahŕňajú na báze sklenených materiálov, ako aj porcelánu a keramiky. V závislosti na aplikácii, umelá dielektrika môže udeliť osobitné vlastnosti. Napríklad pre puzdier živca keramický materiál, ktorý má vysokú dielektrickú stratu tangens.

Vláknité izolačné materiály

Tieto vláknité materiály sa často používajú na izoláciu v elektrických prístrojov a strojov. Tie zahŕňajú materiály rastlín (guma, celulóza, tkaniny), syntetické textilné (nylon, nylon) a polystyrénové materiály, polyamid atď

Organické vláknité materiály sú veľmi hygroskopické, teda zriedka použitý bez špeciálnou impregnáciou.

V poslednej dobe, namiesto organických materiálov syntetické vláknité izolácie, ktoré majú vysoký stupeň tepelnej odolnosti. Tie zahŕňajú sklenené vlákna a azbest. Sklenené vlákno impregnované s rôznymi laky a živice pre zlepšenie jeho hydrofóbnych vlastností. Azbestové vlákna má nízku pevnosť mechanicky tak často, že sa pridáva bavlnené vlákno.