固體絕緣材料
正文
用以隔絕不同電位導電體的固體。一般還要求固體絕緣材料兼具支撐作用。與氣體絕緣材料、液體絕緣材料相比,固體絕緣材料由於密度較高,因而擊穿強度也高得多,這對減少絕緣厚度有重要意義。固體絕緣材料的絕緣電阻、介電常數和介質損耗的變化範圍很廣泛。例如聚四氟乙烯的絕緣電阻可以高達1020Ωm,因而可以防止泄漏電流過大,而其相對介電常數很低,僅2.0,使絕緣的電容量變得很小;與此對應,高介電陶瓷具有特高相對介電常數,達幾千。因此可以根據不同要求加以選用。固體絕緣材料可以分成無機的和有機的兩大類。
無機固體絕緣材料 主要有雲母、粉雲母及雲母製品,玻璃、玻璃纖維及其製品,以及電瓷、氧化鋁膜等。它們耐高溫,不易老化,具有相當的機械強度,其中某些材料如電瓷等,成本低,在套用中占有一定地位。無機固體絕緣材料的缺點是加工性能差,不易適應電工設備對絕緣材料的成型要求。
雲母和粉雲母製品具有長期耐電暈性的特點,是高電壓設備絕緣結構中重要的組成部分,也可以用於高溫場合。
玻璃的工藝比陶瓷簡單,可用以製造絕緣子。玻璃纖維可製成絲、布、帶,具有比有機纖維高得多的耐熱性,在絕緣結構向高溫發展中起著重要作用。
電瓷製品具有優異的耐放電性能,又具有一定的機械強度,所以特別適用於高壓輸、配電場合。經過多年研究,又發展了高機械強度、耐高溫和高介電常數等品種。
有機固體絕緣材料 在19世紀以天然的為主,如紙、棉布、綢、橡膠、可以固化的植物油等。這些材料都具有柔順性,能滿足套用工藝要求,又易於獲得。20世紀以來,人工合成高分子材料的出現從根本上改變了固體絕緣材料的面貌。最早是膠木被用作絕緣材料,稍後出現了聚乙烯、聚苯乙烯,由於它們的介電常數和介質損耗特別小而滿足了高頻的要求,適應了雷達等新技術的發展。有機矽樹脂結合少鹼玻璃布,大大提高了電機、電器的耐熱等級。聚乙烯縮甲醛為漆基製成的漆包線開拓了漆包線的廣闊前景,替代了絲包線和紗包線。聚酯薄膜的厚度僅幾十個微米,用它代替原來的紙和布,使電機、電器的技術經濟指標大為提高。聚芳醯胺纖維紙和聚酯薄膜、聚醯亞胺薄膜連用使電機槽絕緣的耐熱等級分別成為F級和H級(見絕緣耐熱等級和熱老化試驗)。彈性體材料也有類似的發展,例如耐熱的矽橡膠、耐油的丁腈橡膠、以及隨後的氟橡膠、乙丙橡膠等。