Jotain, mitä sinun tulee tietää eristysmateriaaleista

1. Eristysmateriaalin määritelmä

  Materiaalia, joka koostuu aineista, joiden tilavuusvastus on 109-1022Ω·cm, kutsutaan sähkötekniikassa eristemateriaaliksi, ja sitä kutsutaan myös dielektriseksi.

  Eristysmateriaalilla on erittäin suuri resistanssi tasavirtaa vastaan. Korkean resistanssinsa vuoksi tasajännitteen vaikutuksesta a 

erittäin pieni pintavuotovirta, se on käytännössä johtamaton; kun taas AC-virralla on kapasitiivinen Pass-virta, jota pidetään yleensä johtamattomana. Mitä suurempi eristysmateriaalin resistanssi on, sitä parempi eristyskyky.

2. Eristysmateriaalien luokitus

  Kaasua eristävä materiaali

  Normaaliolosuhteissa normaaleissa lämpötiloissa ja paineissa olevilla kuivilla kaasuilla on yleensä hyvät eristysominaisuudet, kuten ilma-, typpi- ja rikkiheksafluoridikaasu. Tällä hetkellä rikkiheksafluoridilla eristettyjä kaasumuuntajia käytetään laajalti.

  Nestemäinen eristysmateriaali

  Nestemäisiä eristysmateriaaleja on yleensä öljyn muodossa, joka tunnetaan myös eristysöljynä, kuten muuntajaöljy, kytkinöljy, kondensaattoriöljy jne. Lisäksi nestemäisiä eristysmateriaaleja ovat eristeliima ja niin edelleen.

  Kiinteä eristysmateriaali

  Yleisiä kiinteitä eristemateriaaleja ovat pääasiassa eristyspaperi, eristävä kartonki, puu, sähkölaminoitu puu, fenolikartonki, fenolipuuvillalevy, FR4 arkki, 3240 epoksihartsilevy ja niin edelleen

3. Eristysmateriaalien perusominaisuudet

Sähköinen suorituskyky

  Eristysmateriaalin sähköinen suorituskyky on muuntajan kriittisin suorituskyky, ja se on tärkeä tekijä eristysmateriaalin valinnassa. Sähköinen suorituskyky sisältää pääasiassa seuraavat näkökohdat:

1. Eristysvastus

  Eristimen kahden elektrodin välillä syötetyn tasajännitteen osamäärä jaettuna kahden elektrodin läpi kulkevalla virralla on eristysvastus.

  Eristysresistanssi jaetaan pintaeristysvastukseen ja tilavuuseristysvastukseen. Pinnan eristysresistanssi viittaa kykyyn estää virran kulkeminen eristeen pintaa pitkin; tilavuuden eristysvastus viittaa kokoon, joka estää virran kulkemisen eristeen sisäpuolella.

2. Sähkövoima

  Kun sähkökentän voimakkuus ylittää sallitun arvon (kriittisen arvon), jonka väliaine voi kestää, väliaine menettää eristyskykynsä. Tätä ilmiötä kutsutaan väliaineen sähköiseksi hajoamiseksi. Jännitettä, jolla dielektrinen läpilyönti tapahtuu, kutsutaan läpilyöntijännitteeksi, ja vastaavaa sähkökentän voimakkuutta kutsutaan väliaineen sähkövoimakkuudeksi.

  Eristysmateriaalin sähköinen lujuus riippuu itse materiaalin esikäsittelystä, lämpötilasta, kosteudesta ja muista asiaan liittyvistä tekijöistä. Muuntajassa käytetyn eristemateriaalin sähköinen suorituskyky liittyy läheisesti myös muuntajan itsensä rakenteeseen ja käyttöolosuhteisiin.

  Kiinteän eristemateriaalin sähkökatkoksen jälkeen sitä ei voida ottaa talteen itsestään, vaan se voidaan vain vaihtaa. kun neste- ja kaasueristysmateriaalit läpikäyvät sähköisen rikkoutumisen, ne voivat palauttaa alkuperäisen eristyskykynsä tietyn ajan kuluttua, mikä on elastinen rikkoutuminen.

3. Dielektrinen häviö

  Vaihtelevassa sähkökentässä eristävä materiaali absorboi sähköenergiaa ja haihduttaa tehoa lämmön muodossa, jota kutsutaan dielektriseksi häviöksi. Dielektrinen häviö heijastuu dielektrisen häviökulman tangenttina (tanδ), eli mitä suurempi tanδ, sitä suurempi dielektrinen häviö, sitä korkeampi väliaineen lämpötila ja sitä nopeammin materiaali vanhenee.

4. Dielektrisyysvakio

  Permittiivisyys on fysikaalinen suure, joka kuvaa eristeen polarisaatiota vaihtuvassa sähkökentässä. Isotrooppisen lineaarisen eristävän väliaineen dielektrisyysvakio on: ε = ε_{0 *} ε_r

ε on eristeen dielektrisyysvakio; e0 on tyhjiön dielektrisyysvakio; εr on eristeen suhteellinen dielektrisyysvakio.

Lämmönkesto

  Muuntajan käyttöönoton jälkeen siinä oleva eristysaine on suhteellisen korkeassa lämpötilassa. Samanaikaisesti sähkökentän vaikutuksesta eristävä materiaali itse tuottaa myös lämpöä. Jos eristemateriaalia ei voida tasapainottaa lämmön ja lämmönpoiston välillä, lämpötila jatkaa nousuaan ja eristemateriaali menettää nopeasti eristysominaisuudet ja aiheuttaa hajoamisen. Tällaista eristysvauriota kutsutaan lämpövaurioksi.

  Eristysmateriaalien lämmönkestävyyttä kuvaavia indikaattoreita ovat lämmönkestävyys, stabiilisuus, suurin sallittu käyttölämpötila ja lämmönkestävyysluokka jne. Perusmääritelmät ovat seuraavat:

1. Lämmönkestävyys

  Osoittaa eristysmateriaalin kyvyn olla muuttamatta sen dielektrisiä ominaisuuksia, mekaanisia ominaisuuksia, fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia jne. korkeissa lämpötiloissa.

2. Lämpövakaus

  Se viittaa eristävän materiaalin kykyyn säilyttää normaali tilansa muuttamatta sen dielektrisiä ominaisuuksia, mekaanisia ominaisuuksia, fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia ja muita ominaisuuksia toistuvien lämpötilan muutosten olosuhteissa.

3. Suurin sallittu työlämpötila

  Se viittaa lämpötilaan, jossa eristemateriaali voi säilyttää tarvittavat dielektriset ominaisuudet, mekaaniset ominaisuudet sekä fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet pitkän ajan (15-20 vuotta) ilman merkittävää huononemista.

4. Lämmönkestävyysluokka

  Ilmaisee eristemateriaalin suurimman sallitun käyttölämpötilan. Eristysmateriaalien lämmönkestävyysluokat ovat pääasiassa 90°C, 105°C, 120°C, 130°C, 155°C, 180°C, 200°C, 220°C jne.

Mekaaniset ominaisuudet

  Eristyksen lisäksi muuntajassa käytettävien eristysosien on kestettävä käytön aikana erilaisia ​​voimia, kuten painetta ja jännitystä. Tämä edellyttää, että eristemateriaalilla on hyvät mekaaniset ominaisuudet sallitussa käyttölämpötilassa.

  Eristysmateriaalien mekaanisia ominaisuuksia kuvaavia indikaattoreita ovat muun muassa lujuus ja kovuus, ja niiden määritelmät ovat seuraavat:

1. Kovuus

  Osoittaa materiaalin pinnan kyvyn olla muotoutumatta puristuksen jälkeen.

2. Vahvuus

  Osoittaa materiaalin kyvyn olla muotoutumatta sen jälkeen, kun se on altistunut jännitykselle (jännitys, puristus, taivutus, isku ja tärinä).