Электроизоляционные материалы
Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники /
Электричество для
начинающих
Комментарии к статье
Электроизоляционными материалами, или диэлектриками, называют такие
материалы, с помощью которых осуществляют изоляцию, т. е. препятствуют утечке
электрического тока между какими-либо токо- проводящими частями, находящимися
под разными электрическими потенциалами. Диэлектрики имеют очень большое
электрическое сопротивление.
По химическому составу диэлектрики делят на органические и неорганические.
Основным элементов в молекулах всех органических диэлектриков является углерод.
В неорганических диэлектриках углерода нет. Наибольшей нагревостойкостью
обладают неорганические диэлектрики (слюда, керамика и др.).
По способу получения различают естественные (природные) и синтетические
диэлектрики. Синтетические диэлектрики могут быть созданы с заданным комплексом
электрических и физико-химических свойств, поэтому они широко применяются в
электротехнике.
По строению молекул диэлектрики делят на неполярные (нейтральные) и полярные.
Нейтральные диэлектрики состоят из электрически нейтральных атомов и молекул,
которые до воздействия на них электрического поля не обладают электри ческими
свойствами. Нейтральными диэлектриками являются: полиэтилен, фторопласт-4 и др.
Среди нейтральных выделяют ионные кристаллические диэлектрики (слюда, кварц и
др.), в которых каждая пара ионов составляет электрически нейтральную частицу.
Ионы располагаются в узлах кристаллической решетки. Каждый ион находится в
колебательном тепловом движении около центра равновесия - узла кристаллической
решетки.
Полярные, или дипольные, диэлектрики состоят из полярных молекул-диполей.
Последние вследствие асимметрии своего строения обладают начальным электрическим
моментом еще до воздействия на них силы электрического поля.
К полярным диэлектрикам относятся бакелит, поливинилхлорид и др.
По сравнению с нейтральными диэлектриками полярные имеют более высокие значения
диэлектрической проницаемости, а также немного повышенную проводимость.
По агрегатному состоянию диэлектрики бывают газообразными, жидкими и твердыми.
Самой большой является группа твердых диэлектриков.
Электрические свойства электроизоляционных материалов оценивают с помощью
величин, называемых электрическими характеристиками. К ним относятся: удельное
объемное сопротивление, удельное поверхностное сопротивление, диэлектрическая
проницаемость, температурный коэффициент диэлектрической проницаемости, тангенс
угла диэлектрических потерь и электрическая прочность материала.
Удельное объемное сопротивление - величина, дающая возможность оценить
электрическое сопротивление материала при протекании через него постоянного
тока. Величина, обратная удельному объемному сопротивлению, называется удельной
объемной проводимостью.
Удельное поверхностное сопротивление - величина, позволяющая оценить
электрическое сопротивление материала при протекании постоянного тока по его
поверхности между электродами.
Величина, обратная удельному поверхностному сопротивлению, называется удельной
поверхностной проводимостью.
Температурный коэффициент удельного электрического сопротивления - величина,
определяющая изменение удельного сопротивления материала с изменением его
температуры. С повышением температуры у всех диэлектриков электрическое
сопротивление уменьшается, следовательно, их температурный коэффициент удельного
сопротивления имеет отрицательный знак.
Диэлектрическая проницаемость - величина, позволяющая оценить способность
материала создавать электрическую емкость.
Относительная диэлектрическая проницаемость входит в величину абсолютной
диэлектрической проницаемости.
Температурный коэффициент диэлектрической проницаемости - величина, дающая
возможность оценить характер изменения диэлектрической проницаемости, а
следовательно, и емкости изоляции с изменением температуры.
Тангенс угла диэлектрических потерь - величина, определяющая потери мощности в
диэлектрике, работающем при переменном напряжении.
Электрическая прочность - величина, позволяющая оценить способность диэлектрика
противостоять разрушению его электрическим напряжением.
Механическая прочность электроизоляционных и других материалов оценивается при
помощи следующих характеристик: предел прочности материала при растяжении,
относительное удлинение при растяжении, предел прочности материала при сжатии,
предел прочности материала при статическом изгибе, удельная ударная вязкость,
сопротивление раскалыванию.
К физико-химическим характеристикам диэлектриков относятся: кислотное число,
вязкость, водопо- глощаемость.
Кислотное число - это количество миллиграммов едкого калия, необходимое для
нейтрализации свободных кислот, содержащихся в 1 г диэлектрика. Кислотное число
определяется у жидких диэлектриков, компаундов и лаков. Эта величина позволяет
оценить количество свободных кислот в диэлектрике, а значит, степень их
воздействия на органические материалы. Наличие свободных кислот ухудшает
электроизоляционные свойства диэлектриков.
Вязкость, или коэффициент внутреннего трения, дает возможность оценить текучесть
электроизоляционных жидкостей (масел, лаков и др.). Вязкость бывает
кинематической и условной.
Водопоглощаемость - это количество воды, поглощенной диэлектриком после
пребывания его в дистиллированной воде в течение суток при температуре 20° С и
выше.
Величина водопоглощаемости указывает на пористость материала и наличие в нем
водорастворимых веществ. С увеличением этого показателя электроизоляционные
свойства диэлектриков ухудшаются.
К тепловым характеристикам диэлектриков относятся: температура плавления,
температура размягчения, температура каплепадения, температура вспышки паров,
теплостойкость пластмасс, термоэластичность (теплостойкость) лаков,
нагревостойкость, морозостойкость, тропикостойкость.
Большое применение в электротехнике получили пленочные электроизоляционные
материалы, изготавливаемые из полимеров. К ним относятся пленки и ленты. Пленки
выпускают толщиной 5-250 мкм, а ленты - 0,2-3,0 мм. Высокополимерные пленки и
ленты отличаются большой гибкостью, механической прочностью и хорошими
электроизоляционными свойствами.
Полистирольные пленки выпускают толщиной 20-100 мкм и шириной 8-250 мм.
Толщина полиэтиленовых пленок обычно составляет 30-200 мкм, а ширина 230-1500
мм.
Пленки из фторопласта-4 изготавливают толщиной 5-40 мкм и шириной 10-200 мм.
Также из этого материала выпускают неориентированные и ориентированные пленки.
Наиболее высокими механическими и электрическими характеристиками обладают
ориентированные фторопластовые пленки.
Полиэтилентерефталатные (лавсановые) пленки выпускают толщиной 25-100 мкм и
шириной 50-650 мм.
Полихлорвиниловые пленки изготавливают из винипласта и из пластифицированного
полихлорвинила. Большей механической прочностью, но меньшей гибкостью обладают
пленки из винипласта. Пленки из винипласта имеют толщину 100 мкм и более, а
пленки из пластифицированного полихлорвинила - 20-200 мкм.
Триацетатцеллюлозные (триацетатные) пленки изготавливают непластифицированными
(жесткими), окрашенными в голубой цвет, слабопластифицирован- ными (бесцветными)
и пластифицированными (окрашенными в синий цвет). Последние обладают
значительной гибкостью. Триацетатные пленки выпускают толщиной 25, 40 и 70 мкм и
шириной 500 мм.
Пленкоэлектрокартон - гибкий электроизоляционный материал, состоящий из
изоляционного картона, оклеенного с одной стороны лавсановой пленкой.
Пленкоэлектрокартон на лавсановой пленке имеет толщину 0,27 и 0,32 мм. Его
выпускают в рулонах шириной 500 мм.
Пленкоасбестокартон - гибкий электроизоляционный материал, состоящий из
лавсановой пленки толщиной 50 мкм, оклеенной с двух сторон асбестовой бумагой
толщиной 0,12 мм. Пленкоасбестокартон выпускают в листах 400 х 400 мм (не менее)
толщиной 0,3 мм.
Автор: Смирнова Л.Н.
Читайте подробнее о
различных электротехнических материалах
Смотрите другие статьи раздела
Электричество для
начинающих.
Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.
Рекомендуем скачать в нашей Бесплатной технической библиотеке:
журналы Elektor Electronics (годовые архивы)
журналы Моделист-конструктор (годовые архивы)
книга Стартует скиф. Гиссен Л.Д., 1964
книга Конденсаторы. Справочник. Горячева Г.А., 1984
статья Дрель-косилка
статья Релейная защита. Защита блоков генератор - трансформатор
справочник Вхождение в режим сервиса зарубежных телевизоров. Книга №33
Оставьте свой комментарий к этой статье: