電工絕緣材料簡(jiǎn)介

電工絕緣材料是指不導(dǎo)電或?qū)щ娚跷⒌奈镔|(zhì)。它在直流電壓作用下，電阻率大于10^9Ω·cm。在工程上一般稱為“絕緣材料”。電氣絕緣材料并不僅僅具有不易導(dǎo)電的特性，更本質(zhì)的特性是它能夠承受電場(chǎng)作用而被極化，并在其內(nèi)部建立電場(chǎng)，從而儲(chǔ)存電場(chǎng)能量(如電容器)。絕緣材料用于電工、電子設(shè)備中，能有效地將帶電的或有不同電位的導(dǎo)體隔離開(kāi)，如隔離變壓器繞組與鐵心，隔離高、低壓繞組，隔離導(dǎo)體以保證人身安全(如導(dǎo)線的外塑套)，使電流按特定的方向流動(dòng);當(dāng)它用于制造電容器時(shí)，又能起到儲(chǔ)能的作用。絕緣材料還能起支撐固定(如在接觸器中)、滅弧(如斷路器中)、防暈、防潮、防霉以及保護(hù)導(dǎo)體(如在線圈中)等作用。

電工絕緣材料的基本性能

電工絕緣材料的好壞，一般用它的電氣、力學(xué)、物理和化學(xué)性能來(lái)衡量。電工產(chǎn)品的質(zhì)量和使用壽命，在很大程度上取決于絕緣材料的性能。因?yàn)榻^緣材料的耐熱性、機(jī)械強(qiáng)度和壽命都比金屬材料低，因此，絕緣材料是電工產(chǎn)品中的最薄弱環(huán)節(jié)，故障大多都發(fā)生在絕緣部分。

然而不同的絕緣材料具有不同的特性，這些特性主要有：①電介質(zhì)的擊穿強(qiáng)度；②絕緣電阻；③耐熱性；④力學(xué)性能。

(1)電介質(zhì)的擊穿強(qiáng)度：絕緣材料在高于某一極限數(shù)值的電場(chǎng)強(qiáng)度作用下，通過(guò)電介質(zhì)的電流與施加在介質(zhì)上的電壓關(guān)系就不符合歐姆定律，電流將會(huì)突然猛增。這時(shí)絕緣材料被破壞而失去了絕緣性能，這種現(xiàn)象稱為電介質(zhì)的擊穿。電介質(zhì)發(fā)生擊穿時(shí)的電壓稱為擊穿電壓。電介質(zhì)被擊穿時(shí)的電場(chǎng)強(qiáng)度，稱為擊穿強(qiáng)度，單位為kV/mm。固體絕緣的擊穿，常發(fā)生在電極邊緣，一般分為熱擊穿、電擊穿和局部放電擊穿三種形式。熱擊穿是由于電介質(zhì)內(nèi)部介質(zhì)損耗而發(fā)出熱量，若熱量來(lái)不及發(fā)散出去，就會(huì)使電介質(zhì)內(nèi)部溫度增高，導(dǎo)致分子結(jié)構(gòu)破壞而擊穿。熱擊穿是電氣設(shè)備中絕緣破壞最常見(jiàn)的一種擊穿形式。因此，運(yùn)行維護(hù)人員必須經(jīng)常注意檢查運(yùn)行著的電氣設(shè)備的溫升情況電擊穿是指在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，電介質(zhì)內(nèi)部帶電質(zhì)點(diǎn)劇烈運(yùn)動(dòng)，發(fā)生碰撞電離，破壞了分子結(jié)構(gòu)，結(jié)果使絕緣材料擊穿。

放電擊穿是指在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，電介質(zhì)內(nèi)部的氣泡首先發(fā)生碰撞電離而放電，雜質(zhì)也因受電場(chǎng)加熱而汽化，產(chǎn)生氣泡，于是使氣泡放電進(jìn)一步發(fā)展，導(dǎo)致材料裂解、分解、腐蝕破壞而擊穿。

實(shí)際上，絕緣結(jié)構(gòu)發(fā)生擊穿，常常是電、熱、放電多種擊穿方式同時(shí)存在，很難截然分開(kāi)。

（2)絕緣電阻：絕緣材料并不是絕對(duì)不導(dǎo)電的材料，在一定的直流電壓作用下，絕緣材料中會(huì)流過(guò)非常微弱的電流，并隨時(shí)間增長(zhǎng)而逐漸減小，最后趨于一穩(wěn)定值。一般認(rèn)為，在加上電壓1min后，所測(cè)的電流為漏導(dǎo)電流，依此計(jì)算出來(lái)的電阻即為絕緣電阻。影響絕緣材料的絕緣電阻的主要因素有溫度、水分和雜質(zhì)等，同一種絕緣材料，由于受環(huán)境條件的影響，絕緣電阻值會(huì)有很大的差異。工程上常以絕緣電阻值的大小來(lái)判斷電機(jī)、電器、變壓器等設(shè)備的受潮程度，并決定能否運(yùn)行。在檢查低壓電動(dòng)機(jī)繞組對(duì)機(jī)座的絕緣時(shí)，一般絕緣電阻在0.5MΩ以上時(shí)，說(shuō)明該電動(dòng)機(jī)的絕緣尚好，可以繼續(xù)使用。若在0.5MΩ以下，則說(shuō)明該電動(dòng)機(jī)已受潮，或繞組絕緣很差。

(3)耐熱性：耐熱性是指絕緣材料承受高溫而不改變介電、力學(xué)、理化等特性的能力。絕緣的耐熱性是決定絕緣性能的主要因素。這是因?yàn)殡姎庠O(shè)備在運(yùn)行時(shí)，導(dǎo)體和磁性材料都會(huì)發(fā)熱，并傳到電介質(zhì)中；電介質(zhì)本身由于存在介質(zhì)損耗也要發(fā)熱；或者整個(gè)電氣設(shè)備就處在高溫環(huán)境中工作，因此電氣設(shè)備的絕緣材料長(zhǎng)期在熱態(tài)下工作絕緣材料無(wú)論在高溫或低溫下工作，都會(huì)給其性能帶來(lái)危害。例如，在高溫下，其性能往往在短時(shí)間內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)老化，如絕緣材料發(fā)生軟化，絕緣塑料因增塑劑揮發(fā)而生硬變脆，絕緣油汽化而帶來(lái)火災(zāi)危險(xiǎn)等。又如在低溫環(huán)境下工作時(shí)，寒冷的氣溫也會(huì)使材料的力學(xué)性能變壞，甚至不能使用。

測(cè)試儀器

（1）電壓擊穿強(qiáng)度：可采用航天偉創(chuàng)LDJC系列電壓擊穿試驗(yàn)儀，測(cè)試固體材料的電壓擊穿強(qiáng)度。

（2）絕緣電阻：可采用航天偉創(chuàng)的ZST-212體積表面電阻率測(cè)試儀（高阻計(jì)），可測(cè)試固體、液體、粉體的體積電阻率、表面電阻率、絕緣電阻值。

（3）耐熱性：需要根據(jù)具體材料的相應(yīng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，選擇合適的測(cè)試方法。如對(duì)于電線電纜，可選用LD-42167自然換氣老化試驗(yàn)箱進(jìn)行熱老化處理后，再進(jìn)行拉伸強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率或者在試驗(yàn)箱中進(jìn)行熱延伸、高溫壓力試驗(yàn)。