Изоляционные материалы

Материалы, которые применяются в электроприборах и различных схемах и установках электроснабжения, служат защитой от воздействия электрического тока, обладают высоким сопротивлением, то есть проявляют диэлектрические свойства. Каждому электрику или радиолюбителю необходимо разбираться в видовом разнообразии и свойствах диэлектрических материалов. Прочитав эту статью, человек будет знать всю нужную информацию об изоляции, и вопрос: «Правильно ли я изолирую эту цепь или контакт?» точно возникать не будет.

Различные жидкие электроизоляционные материалы: смолы, лаки, эмали, компаунды

Различные жидкие электроизоляционные материалы: смолы, лаки, эмали, компаунды

Свойства и виды изоляции

Изоляционные материалы классифицируются по агрегатному состоянию, и они могут быть:

  • твердые;
  • текучие (жидкие);
  • газообразные.

Также изоляцию можно разделить на классы по происхождению:

  • органические либо неорганические вещества, полученные в результате искусственного синтеза;
  • органические либо неорганические вещества, полученные в результате естественных природных процессов.
Внешний вид пластинок природной слюды

Внешний вид пластинок природной слюды

Твердые материалы

Этот класс электроизоляционных материалов является самым представленным и применяется практически во всевозможных областях: от изоляции проводов до изоляции некоторых элементов в ядерной промышленности.

В свою очередь, твердый изоляционный материал по механизму поляризации может относиться к нижеследующим группам:

  • полярные;
  • неполярные;
  • сегнетоэлектрики.
Изоляция кабельной продукции

Изоляция кабельной продукции

Изоляционные материалы из этой группы по физическим и химическим свойствам разительно отличаются друг от друга. Твердые диэлектрики обладают следующими свойствами:

  • стойкость к воздействию химических сред высокой агрессивности – щелочные вещества, кислоты и тому подобное;
  • возможность противостояния влиянию электрической дуги – трекингостойкость;
  • возможность противостояния формированию дендритов – дендритостойкость.

Такой важный показатель у таких материалов, как относительная диэлектрическая проницаемость, может находиться в диапазоне от 1 до 50 000 ед.

Жидкая изоляция

Жидкие диэлектрики нашли свое применение в трансформаторных конструкциях, кабельной продукции, выключателях, конденсаторах.

Интересно. На основе таких материалов производится электроизоляционный спрей, который пользуется большой популярностью у радиолюбителей и электромехаников.

Внешний вид спрея-изоляции

Внешний вид спрея-изоляции

В трансформаторных установках и изделиях изоляционные материалы в жидком состоянии одновременно выполняют две функции: диэлектрическую и охлаждающую, а в масляных выключателях еще выступают и в роли дугогасящей среды.

Жидкая изоляция подразделяется на три класса:

  • нефтяные масла (различные по видам: трансформаторные, конденсаторные, кабельные масла) – наиболее распространенная категория;
  • растительные масла (конопляное, льняное, касторовое и прочие масла) – применяются редко, могут использоваться, например, в качестве пропитки конденсаторов из бумаги;
  • синтетические жидкие соединения (фторорганические либо кремнийорганические жидкости) – применяются в приборостроении.

Отличная диэлектрическая проницаемость, изменчивая проводность электротока и достаточная электрическая прочность – основные свойства этой группы материалов.

Важно! Стоит отметить, что свойства жидкой изоляции во многом зависят от уровня ее очистки от примесей, так как твердые включения могут способствовать увеличению показателя электропроводности.

Газообразные диэлектрики

Основными газообразными диэлектрическими материалами являются воздух, водород и азот. Используются эти вещества в высоковольтных кабельных изделиях (чаще азот), силовых трансформаторах, герметизированных электроустановках (применяется элегаз).

Воздух не используется в герметичных установках, так как имеет в своем составе молекулы кислорода, которые являются природным окислителем, что обуславливает его низкую электрическую прочность.

Также в последнее время учащается применение в качестве газового изолятора элегаза – серного гексафторида, так как он отличается от воздуха на порядок большей дугогасящей способностью и высоким пробойным напряжением.

Баллоны с чистым элегазом

Баллоны с чистым элегазом

Представим свойства некоторых изоляционных веществ.

Различные виды изоляции и их качественные характеристики

НаименованиеЭлектропрочность, МВ/мПредельная температура воздействия, СоПлотность, кг/м3Удельное сопротивление, Ом∙м
Асбестовые материалы1,5-34502300–260010^6–10^10
Асбоцемент1,52501700–200010^7–10^10
Бумажная обмотка кабелей5-1090700–110010^11–10^12
Картон8-3090950–125010^7
Лакоткань для изоляции12-60120-10^6–10^9
Трансформаторные масляные вещества15-2095840–92010^11–10^13
Материалы на основе мрамора2-5110-2002400–280010^6–10^10
Поливинилхлорид15-2060-701350–170010^13–10^14
Полиэтиленовые вещества35-6070-80920–97010^13–10^16
Плексиглас20-35-120010^3–10^11
Резина20-3055–651200–180010^12–10^14
Резиновая изоляция мягкая15-20-1700–200010^12–10^14
Стеатит20-25100027005*10^7–5*10^11
Стеклянная изоляция10-405002000–300010^13–10^13
Текстолит2-12-1300–180010^6–10^8
Фарфоровые материалы12-2812002300–250010^10–10^12
Фибра3-7-1100–130010^6
Эпоксидные смолы16-20110–1201100–125010^11–10^13

Изоляция кабеля

Кабельная продукция покрывается различными веществами, главным свойством которых является диэлектричность. Традиционные изоляционные материалы для этих целей:

  • синтетическая либо природная резина;
  • полиэтилен (полимер этилена);
  • ПВХ-материал;
  • бумага;
  • фторопласт.

Интересно. Изоляция провода иногда может осуществляться также полистиролом, лаком, магнезией или шелком.

Изоляция различных кабелей окисью магния – магнезией (белое вещество между оболочкой и кабелем)

Изоляция различных кабелей окисью магния – магнезией (белое вещество между оболочкой и кабелем)

Выбор материала для элетроизоляции основывается на напряжении тока, что будет проходить через шнур, а также на основании его конструктивных особенностей.

Электроизоляция проводов из резины придает им высокую гибкость, что позволяет использовать ее в самых трудных условиях, однако такая оплетка по истечению времени теряет защитные параметры из-за химических и физических изменений. Полиэтиленовая изоляция отличается хорошей стойкостью к химическим средам высокой агрессивности, однако не переносит высоких температур.

Силовой кабель с полиэтиленовой изоляцией

Силовой кабель с полиэтиленовой изоляцией

Изоляция кабеля из бумажного материала сейчас используется довольно редко, так как у нее отсутствует стойкость к различным воздействиям. А вот изоляционные материалы из ПВХ входят в состав кабелей сплошь и рядом, так как имеют низкую стоимость и довольно приличные качественные характеристики. К тому же изоляция из ПВХ при добавлении некоторых добавок может приобретать новые свойства: термостойкость и отсутствие боязни отрицательных температур.

Самым совершенным изоляционным покрытием кабелей принято считать фторопластовую прослойку, так как такие провода очень трудно повредить механическим, химическим или иным воздействием.

Зная качественные характеристики, виды изоляции и ее свойства, можно легко выбрать именно то вещество, которым можно успешно изолировать и защитить определенные компоненты от электротока.

Видео

Оцените статью:
Оставить комментарий
Adblock
detector