Изоляционные материалы

Материалы, которые применяются в электроприборах и различных схемах и установках электроснабжения, служат защитой от воздействия электрического тока, обладают высоким сопротивлением, то есть проявляют диэлектрические свойства. Каждому электрику или радиолюбителю необходимо разбираться в видовом разнообразии и свойствах диэлектрических материалов. Прочитав эту статью, человек будет знать всю нужную информацию об изоляции, и вопрос: «Правильно ли я изолирую эту цепь или контакт?» точно возникать не будет.

Различные жидкие электроизоляционные материалы: смолы, лаки, эмали, компаунды

Свойства и виды изоляции

Изоляционные материалы классифицируются по агрегатному состоянию, и они могут быть:

• твердые;
• текучие (жидкие);
• газообразные.

Также изоляцию можно разделить на классы по происхождению:

• органические либо неорганические вещества, полученные в результате искусственного синтеза;
• органические либо неорганические вещества, полученные в результате естественных природных процессов.

Внешний вид пластинок природной слюды

Твердые материалы

Этот класс электроизоляционных материалов является самым представленным и применяется практически во всевозможных областях: от изоляции проводов до изоляции некоторых элементов в ядерной промышленности.

В свою очередь, твердый изоляционный материал по механизму поляризации может относиться к нижеследующим группам:

• полярные;
• неполярные;
• сегнетоэлектрики.

Изоляция кабельной продукции

Изоляционные материалы из этой группы по физическим и химическим свойствам разительно отличаются друг от друга. Твердые диэлектрики обладают следующими свойствами:

• стойкость к воздействию химических сред высокой агрессивности – щелочные вещества, кислоты и тому подобное;
• возможность противостояния влиянию электрической дуги – трекингостойкость;
• возможность противостояния формированию дендритов – дендритостойкость.

Такой важный показатель у таких материалов, как относительная диэлектрическая проницаемость, может находиться в диапазоне от 1 до 50 000 ед.

Жидкая изоляция

Жидкие диэлектрики нашли свое применение в трансформаторных конструкциях, кабельной продукции, выключателях, конденсаторах.

Внешний вид спрея-изоляции

В трансформаторных установках и изделиях изоляционные материалы в жидком состоянии одновременно выполняют две функции: диэлектрическую и охлаждающую, а в масляных выключателях еще выступают и в роли дугогасящей среды.

Жидкая изоляция подразделяется на три класса:

• нефтяные масла (различные по видам: трансформаторные, конденсаторные, кабельные масла) – наиболее распространенная категория;
• растительные масла (конопляное, льняное, касторовое и прочие масла) – применяются редко, могут использоваться, например, в качестве пропитки конденсаторов из бумаги;
• синтетические жидкие соединения (фторорганические либо кремнийорганические жидкости) – применяются в приборостроении.

Отличная диэлектрическая проницаемость, изменчивая проводность электротока и достаточная электрическая прочность – основные свойства этой группы материалов.

Газообразные диэлектрики

Основными газообразными диэлектрическими материалами являются воздух, водород и азот. Используются эти вещества в высоковольтных кабельных изделиях (чаще азот), силовых трансформаторах, герметизированных электроустановках (применяется элегаз).

Воздух не используется в герметичных установках, так как имеет в своем составе молекулы кислорода, которые являются природным окислителем, что обуславливает его низкую электрическую прочность.

Также в последнее время учащается применение в качестве газового изолятора элегаза – серного гексафторида, так как он отличается от воздуха на порядок большей дугогасящей способностью и высоким пробойным напряжением.

Баллоны с чистым элегазом

Представим свойства некоторых изоляционных веществ.

Различные виды изоляции и их качественные характеристики

Изоляция кабеля

Кабельная продукция покрывается различными веществами, главным свойством которых является диэлектричность. Традиционные изоляционные материалы для этих целей:

• синтетическая либо природная резина;
• полиэтилен (полимер этилена);
• ПВХ-материал;
• бумага;
• фторопласт.

Интересно. Изоляция провода иногда может осуществляться также полистиролом, лаком, магнезией или шелком.

Изоляция различных кабелей окисью магния – магнезией (белое вещество между оболочкой и кабелем)

Выбор материала для элетроизоляции основывается на напряжении тока, что будет проходить через шнур, а также на основании его конструктивных особенностей.

Электроизоляция проводов из резины придает им высокую гибкость, что позволяет использовать ее в самых трудных условиях, однако такая оплетка по истечению времени теряет защитные параметры из-за химических и физических изменений. Полиэтиленовая изоляция отличается хорошей стойкостью к химическим средам высокой агрессивности, однако не переносит высоких температур.

Силовой кабель с полиэтиленовой изоляцией

Изоляция кабеля из бумажного материала сейчас используется довольно редко, так как у нее отсутствует стойкость к различным воздействиям. А вот изоляционные материалы из ПВХ входят в состав кабелей сплошь и рядом, так как имеют низкую стоимость и довольно приличные качественные характеристики. К тому же изоляция из ПВХ при добавлении некоторых добавок может приобретать новые свойства: термостойкость и отсутствие боязни отрицательных температур.

Самым совершенным изоляционным покрытием кабелей принято считать фторопластовую прослойку, так как такие провода очень трудно повредить механическим, химическим или иным воздействием.

Зная качественные характеристики, виды изоляции и ее свойства, можно легко выбрать именно то вещество, которым можно успешно изолировать и защитить определенные компоненты от электротока.

Видео