Conocimiento industrial

Los materiales aislantes son materiales no conductores bajo un voltaje permitido, pero no son materiales absolutamente no conductores. Bajo la acción de cierta intensidad de campo eléctrico externo, ocurrirán procesos como conducción, polarización, pérdida y rotura, y con el uso a largo plazo se producirá envejecimiento. Su resistividad es muy alta, generalmente en el rango de 10¹⁰ a 10²² Ω·m. Por ejemplo, en el motor, el material aislante alrededor del conductor separa las espiras del núcleo estator conectado a tierra para garantizar el funcionamiento seguro del motor. Hoy, presentaremos la clasificación de los materiales aislantes.

Materiales aislantes en estado gaseoso

Generalmente, los gases secos a temperatura y presión ambiente tienen buenas propiedades aislantes. Los dieléctricos gaseosos, como materiales aislantes, también deben cumplir con requisitos físicos, químicos y económicos. El aire y el hexafluoruro de azufre son materiales aislantes gaseosos comúnmente utilizados.

El aire tiene buena propiedad aislante. Después de la rotura dieléctrica, su propiedad aislante se puede restaurar instantánea y automáticamente. Su propiedad físico-eléctrica es estable, su fuente es muy abundante y su aplicación es amplia. Sin embargo, el voltaje de rotura del aire es relativamente bajo; factores como electrodos afilados, distancia corta, forma de onda de voltaje empinada, temperatura alta y humedad alta pueden reducir el voltaje de rotura del aire. A menudo se utiliza aire comprimido o evacuación de vacío para mejorar el voltaje de rotura del aire.

Materiales aislantes en estado líquido

Los aceites aislantes incluyen aceite mineral natural, aceite vegetal natural y aceite sintético, como se muestra en la figura. El aceite mineral natural se utiliza ampliamente; es un líquido neutro obtenido del petróleo crudo después de un refinamiento de diferentes grados, de color amarillo dorado y con buena estabilidad química y eléctrica. Se utiliza principalmente en transformadores de energía, interruptores sin aceite, cables de alto voltaje, condensadores impregnados en aceite y otros equipos. Los aceites vegetales naturales incluyen aceite de ricino, aceite de soja, etc. Los aceites sintéticos incluyen aceite de silicona metilbifenilo oxidado y aceite de silicona bencilmetilo; se utilizan principalmente en transformadores de energía, cables de alto voltaje y condensadores con dieléctrico de papel impregnado en aceite.

El aceite aislante se verá contaminado y envejecerá por diversos factores durante el almacenamiento, transporte y funcionamiento. El calor y el oxígeno juegan el papel más importante en el envejecimiento del aceite. Las medidas contra el envejecimiento del aceite adoptadas en la industria incluyen: fortalecer la disipación de calor para reducir la temperatura del aceite; aislar el aceite del transformador del aire mediante nitrógeno y película; utilizar secantes para eliminar la humedad; agregar antioxidantes; evitar la exposición directa a la luz solar, etc. Después de que el aceite se contamina, se puede purificar y regenerar mediante filtración a presión o purificación eléctrica.

Para garantizar el funcionamiento seguro de los equipos que contienen aceite, es necesario revisar el aumento de temperatura del aceite, la altura de la superficie del aceite, el punto de ignición del aceite, el valor de acidez, la resistencia a la rotura y el valor tangente del ángulo de pérdida del medio; además, cuando sea necesario, realizar un análisis cromatográfico del aceite del transformador. Cuando se necesite agregar aceite, se debe intentar utilizar el mismo modelo o un modelo similar, y se debe realizar una prueba de mezcla.

Materiales aislantes en estado sólido

Existen muchos tipos de materiales aislantes en estado sólido, que tienen excelentes propiedades aislantes y se utilizan ampliamente en el sistema de energía. Los materiales aislantes en estado sólido comúnmente utilizados son: pinturas aislantes, adhesivos aislantes, caucho, plásticos, vidrio, productos cerámicos, mica, asbesto.

Las pinturas y adhesivos aislantes son materiales aislantes importantes basados en polímeros macromoleculares, que se pueden solidificar en películas duras aislantes o materiales aislantes integrales en ciertas condiciones.

La pintura aislante se compone principalmente de base de pintura, solvente, diluyente, carga, etc. La formación de película y solidificación de la pintura aislante le confieren una mayor resistencia aislante; generalmente se puede utilizar como aislamiento por impregnación o aislamiento de revestimiento para bobinas de motores y equipos eléctricos. Según su uso, se puede dividir en pintura de impregnación, pintura para alambre esmaltado, pintura de cobertura, pintura para láminas de acero al silicio y pintura contra corona.

El adhesivo aislante es similar a la pintura aislante; generalmente se llena con cargas y se utiliza ampliamente para la fundición de uniones de cables, pasantes, transformadores de corriente de 220 kV y transformadores de voltaje de 10 kV. Los adhesivos aislantes utilizados incluyen adhesivos para cables amarillos, adhesivos para cables negros, adhesivos para cables epoxi, adhesivos de resina epoxi, adhesivos de poliéster epoxi, etc.

Los productos de fibra aislante se refieren a materiales aislantes hechos de papel aislante, cartón, tubos de papel y diversas telas de fibra. Los productos de fibra impregnados se fabrican utilizando productos de fibra aislante como sustrato y pintura aislante; tienen cierta resistencia mecánica, resistencia eléctrica, resistencia a la humedad, así como algunas funciones especiales como protección contra moho, electricidad y radiación. El material aislante laminado de capa aislante se fabrica con fibras como sustrato, impregnadas con diferentes adhesivos, prensadas a calor o laminadas. Sus propiedades dependen del sustrato y los adhesivos,以及 su proceso de formación; se puede fabricar en productos con excelentes propiedades eléctricas, mecánicas, resistencia al calor, resistencia al moho, resistencia al arco y resistencia a la corona.

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