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固体绝缘材料是用以隔绝不同电位导电体的固体。一般还要求固体绝缘材料兼具支撑作用。与气体绝缘材料、液体绝缘材料相比,固体绝缘材料由于密度较高,因而击穿强度也高得多,这对减少绝缘厚度有重要意义。
固体绝缘材料可以分成无机的和有机的两大类。
主要有云母、粉云母及云母制品,玻璃、玻璃纤维及其制品,以及电瓷、氧化铝膜等。它们耐高温,不易老化,具有相当的机械强度,其中某些材料如电瓷等,成本低,在应用中占有一定地位。无机固体绝缘材料的缺点是加工性能差,不易适应电工设备对绝缘材料的成型要求。
云母和粉云母制品具有长期耐电晕性的特点,是高电压设备绝缘结构中重要的组成部分,也可以用于高温场合。
玻璃的工艺比陶瓷简单,可用以制造绝缘子。玻璃纤维可制成丝、布、带,具有比有机纤维高得多的耐热性,在绝缘结构向高温发展中起着重要作用。
电瓷制品具有优异的耐放电性能,又具有一定的机械强度,所以特别适用于高压输、配电场合。经过多年研究,又发展了高机械强度、耐高温和高介电常数等品种。
在19世纪以天然的为主,如纸、棉布、绸、橡胶、可以固化的植物油等。这些材料都具有柔顺性,能满足应用工艺要求,又易于获得。20世纪以来,人工合成高分子材料的出现从根本上改变了固体绝缘材料的面貌。最早是胶木被用作绝缘材料,稍后出现了聚乙烯、聚苯乙烯,由于它们的介电常数和介质损耗特别小而满足了高频的要求,适应了雷达等新技术的发展。有机硅树脂结合少碱玻璃布,大大提高了电机、电器的耐热等级。聚乙烯缩甲醛为漆基制成的漆包线开拓了漆包线的广阔前景,替代了丝包线和纱包线。聚酯薄膜的厚度仅几十个微米,用它代替原来的纸和布,使电机、电器的技术经济指标大为提高。聚芳酰胺纤维纸和聚酯薄膜、聚酰亚胺薄膜连用使电机槽绝缘的耐热等级分别成为F级和H级(见绝缘耐热等级和热老化试验)。弹性体材料也有类似的发展,例如耐热的硅橡胶、耐油的丁腈橡胶、以及随后的氟橡胶、乙丙橡胶等。
固体绝缘材料的绝缘电阻、介电常数和介质损耗的变化范围很广泛。例如聚四氟乙烯的绝缘电阻可以高达1020Ωm,因而可以防止泄漏电流过大,而其相对介电常数很低,仅2.0,使绝缘的电容量变得很小;与此对应,高介电陶瓷具有特高相对介电常数,达几千。因此可以根据不同要求加以选用。
一般是绝缘的,干燥的尼龙电阻率高达10 的16次方,吸水后也有11次方的电阻率
固态材料有绝缘套管.绝缘纸、层压板、橡皮、塑料、油漆、玻璃、陶瓷、云母等。 常用的液态材料有变压器油等。 气态材料中以空气、氮气、六氟化硫等用得较多
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电气工程中固体绝缘材料的性能分析
固体绝缘材料在电气工程中应用是十分广泛的.它的品种很多,但各种固体绝缘材料的性能基本是一致的.本文对其热性能,绝缘电阻,介质损耗和击穿进行了分析,阐明了使用中的注意事项.
矿物及固体绝缘材料电阻率测量的小型电极实验装置与应用
目前还没有一种矿物及固体绝缘材料小块样品电阻率测量的有效方法.为此,根据国家标准GB/T1410-2006和数字高阻计特点,研制了一种与通用高阻计配套使用的小型电极实验装置,将试样直径由标准电极的100mm减小到18mm,试样面积减少了30.86倍;该装置采用2个直径60mm×高20mm的绝缘基座对三电极系统进行支撑和精确定位,以实现装置结构的精准性和测量结果的可靠性,其关键技术参数是高压电极和测量电极的直径分别为18和14.6mm,保护电极内径和外径分别为16和18mm,保护电极与测量电极间隙尺寸为0.6mm,适用于直径ф=18mm的矿物及固体绝缘材料平板试样电阻率测量;体积电阻率和表面电阻率验证实验结果表明,采用小型电极实验装置与标准电极测量结果一致.
固体绝缘材料是用以隔绝不同电位导电体的固体,一般还要求固体绝缘材料兼具支撑作用。固体绝缘材料可以分成无机和有机两大类。与气体绝缘材料、液体绝缘材料相比,固体绝缘材料由于密度较大,因而击穿强度也高得多,这对减少绝缘厚度有重要意义。固体绝缘材料的绝缘电阻、介电常数和介质损耗的变化范围很广泛。例如,聚四氟乙烯的绝缘电阻可以高达1020Ω·m,因而可以防止泄漏电流过大,而其相对介电常数很低(仅2.0),使绝缘的电容量变得很小;与此对应,高介电陶瓷具有特高相对介电常数(达几千)。因此可以根据不同要求加以选用固体绝缘材料。
固体绝缘材料的种类很多,其绝缘性能优良,在电力系统中的应用很广。常用的固体绝缘材料有:绝缘漆、绝缘胶;纤维制品;橡胶、塑料及其制品;玻璃、陶瓷制品;云母、石棉及其制品等。绝缘漆、绝缘胶都是以高分子聚合物为基础,能在一定条件下固化成绝缘硬膜或绝缘整体的重要绝缘材料。绝缘漆主要由漆基、溶剂、稀释剂、填料等部分组成,绝缘漆的成膜固化后绝缘强度较高,一般可作为电动机、电器线圈的浸渍绝缘或涂覆绝缘。按用途可分为浸渍漆、漆包线漆、覆盖漆、硅钢片漆和防电晕漆等。
绝缘胶与绝缘漆相似,一般加有填料,广泛用于浇注电缆接头、套管、220kV及其以下电流互感器、10kV及其以下电压互感器。用的绝缘胶有黄电缆胶、黑电缆胶、环氧电缆胶、环氧树脂胶、环氧聚酯胶等。
绝缘纤维制品是指用绝缘纸、纸板、纸管和各种纤维织物等制成的绝缘材料。浸渍纤维制品则是用绝缘纤维制品作底材,浸以绝缘漆制成,它具有一定的机械强度、电气强度、耐潮性能,还具备了一些防霉、防电、防辐射等特殊功能。绝缘电工层压制品是以纤维作底材,浸涂不同的胶黏剂,经热压或卷制而成的层状结构绝缘材料,其性能取决于底材和胶黏剂及其成型工艺,可制成具有优良电气性能、力学性能和耐热、耐霉、耐电弧、防电晕等特性的制品
环氧树脂是难燃、阻燃、自熄的固体绝缘材料,安全、洁净。同时是经过40多年已经验证的具有可靠的绝缘和散热技术的固体绝缘材料