液體絕緣材料
正文
用以隔絕不同電位導電體的液體。又稱絕緣油。它主要取代氣體，填充固體材料內部或極間的空隙，以提高其介電性能，並改進設備的散熱能力。例如，在油浸紙絕緣電力電纜中，它不僅顯著地提高了絕緣性能，還增強散熱作用；在電容器中提高其介電性能，增大每單位體積的儲能量；在開關中除絕緣作用外，更主要起滅弧作用。性能 液體絕緣材料均具有優良的電氣性能，即擊穿強度高,介質損耗角正切(tgδ)小，絕緣電阻率高,相對介電常數εb小（電容器中為了增大儲能則要求εb大）；其次是具有優良的物理和化學性能。如汽化溫度高，閃點高,儘量難燃或不燃；凝固點低,合適的粘度和粘度－溫度特性；熱導率大，比熱容大；熱穩定性好，耐氧化；在電場作用下吸氣性小；它和與之接觸的固體材料之間的相容性要好；毒性低、易生物降解。還要求來源廣、價格低。開關油還要求在電弧作用下生成的碳粒少、易分散、沉澱快。超高壓變壓器油則要求油的流動產生的靜電荷少。
採取精製處理清除油中的雜質和水分，可以提高油的絕緣性能。常用的方法是用白土(Al2O3·mSiO2·nH2O)、矽膠或活性氧化鋁等吸附劑進行吸附精製，亦可用溶劑精製或電淨化。為抑制絕緣油的老化，應加強設備的散熱，隔絕空氣並添加抗氧劑。20世紀60年代初發展的油中氣體分析（氣相色譜）技術，可對變壓器進行異常監測與診斷，以確保其安全運行。
分類 液體絕緣材料可按其極性分為弱極性、非極性、極性、強極性等幾類。弱極性和非極性液體絕緣材料（以礦物油為代表）的固有電偶極矩小，相對介電常數εb約為2.2,接近於折射率n的平方(εb≈n2)。εb隨溫度的升高略有下降,與電壓的頻率無關,εb的溫度係數和它的體積膨脹係數有相同數量級。介質損耗主要來自電導。由於極性小,不易吸附雜質,或吸附雜質後易於精製，因此電導率γ和tgδ可較小。溫度升高，載流子的活化能增大,故γ和tgδ隨溫度升高而增大。tgδ與電壓的頻率成反比。極性液體絕緣材料的固有電偶極矩大，故εb較大，一般為3～7。強極性液體絕緣材料的εb更大。由於存在較大的本徵離子電導,且易吸附雜質,故γ和tgδ較大。由於存在偶極損耗,使tgδ和溫度、電壓頻率的關係出現峰值，使用中應注意避開峰值的溫度和頻率。純淨液體的擊穿主要是碰撞電離擊穿和氣泡擊穿，因而密度大的液體擊穿強度較高；升溫使密度減小，擊穿強度降低；減薄油層可提高擊穿強度；隨著電壓作用時間的減少與環境壓力的提高，擊穿電壓提高。工程液體絕緣材料因含氣、水和雜質，在電場作用下易形成跨越電極間的汽泡(氣橋)、水泡(水橋)、雜質(雜質橋)，從而使擊穿電壓降低。祛氣、脫水、濾除雜質可以提高絕緣油的擊穿場強。處理完善的絕緣油,在標準電極(電極直徑為25毫米，極間距離為2.5毫米,電極邊緣曲率半徑為2毫米)中擊穿電壓約為35～70千伏。
液體絕緣材料按材料來源可分為礦物絕緣油、合成絕緣油和植物油 3大類。工程技術上最早使用的是植物油，如蓖麻油、大豆油、菜籽油等，至今仍在使用。蓖麻油是優良的脈衝電容器的浸漬劑，與菜籽油一樣，都可用於金屬化電容器。為滿足各種電工設備的不同要求，又開發了多種類型的合成絕緣油，並得到廣泛套用，如供高溫下使用的矽油以及十二烷基苯、聚丁烯油等。但工程上使用最多的仍然是礦物絕緣油。
