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揚(yáng)州金華銅業(yè)有限公司
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絕緣通??煞譃闅怏w絕緣、液體絕緣和固體絕緣三類。在實(shí)際應(yīng)用中,固體絕緣仍是最為廣泛使用,且最為可靠的一種絕緣物質(zhì)。
所謂絕緣就是使用不導(dǎo)電的物質(zhì)將帶電體隔離或包裹起來,以對觸電起保護(hù)作用的一種安全措施。良好的絕緣對于保證電氣設(shè)備與線路的安全運(yùn)行,防止人身觸電事故的發(fā)生是最基本的和最可靠的手段。
有強(qiáng)電作用下,絕緣物質(zhì)可能被擊穿而喪失其絕緣性能。在上述三種絕緣物質(zhì)中,氣體絕緣物質(zhì)被擊穿后,一旦去掉外界因素(強(qiáng)電場)后即可自行恢復(fù)其固有的電氣絕緣性能;而固體絕緣物質(zhì)被擊穿以后,則不可逆地完全喪失了其電氣絕緣性能。因此,電氣線路與設(shè)備的絕緣選擇必須與電壓等級相配合,而且須與使用環(huán)境及運(yùn)行條件相適應(yīng),以保證絕緣的安全作用。
此外,由于腐蝕性氣體、蒸氣、潮氣、導(dǎo)電性粉塵以及機(jī)械操作等原因,均可能使絕緣物質(zhì)的絕緣性能降低甚至破壞。而且,日光、風(fēng)雨等環(huán)境因素的長期作用,也可以使絕緣物質(zhì)老化而逐漸失去其絕緣性能。
概括來說,影響絕緣材料性能的主要指標(biāo)有:
1、絕緣電阻、電阻率:電阻是電導(dǎo)的倒數(shù),電阻率是單位體積內(nèi)的電阻。材料導(dǎo)電越小,其電阻越大,兩者成倒數(shù)關(guān)系,對絕緣材料來說,總是希望電阻率盡可能高。
2、相對介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角正切:絕緣材料用途有二:電網(wǎng)絡(luò)各部件的相互絕緣和電容器的介質(zhì)(儲能)。前者要求相對介電常數(shù)小,后者要求相對介電常數(shù)大,而兩者都要求介質(zhì)損耗角正切小,尤其是在高頻與高壓下應(yīng)用的絕緣材料,為使介質(zhì)損耗小,都要求采用介質(zhì)損耗角正切小的絕緣材料?! ?/p>
3、擊穿電壓、電氣強(qiáng)度:在某一個強(qiáng)電場下絕緣材料發(fā)生破壞,失去絕緣性能變?yōu)閷?dǎo)電狀態(tài),稱為擊穿。玻璃纖維帶擊穿時的電壓稱為擊穿電壓(介電強(qiáng)度)。電氣強(qiáng)度是在規(guī)定條件下發(fā)生擊穿時電壓與承受外施電壓的兩電極間距離之商,也就是單位厚度所承受的擊穿電壓。對于絕緣材料而言,一般其擊穿電壓、電氣強(qiáng)度的值越高越好?! ?/p>
4、拉伸強(qiáng)度:是在拉伸試驗中,試樣承受的最大拉伸應(yīng)力。它是絕緣材料力學(xué)性能試驗應(yīng)用最廣、最有代表性的試驗?! ?/p>
5、耐燃燒性:指絕緣材料接觸火焰時抵制燃燒或離開火焰時阻止繼續(xù)燃燒的能力。隨著絕緣材料應(yīng)用日益擴(kuò)大,對其耐燃燒性要求更顯重要,人們通過各種手段,改善和提高絕緣材料的耐燃燒性。耐燃燒性越高,其安全性越好?!?/p>
6、耐電?。涸谝?guī)定的試驗條件下,絕緣材料耐受沿其表面的電弧作用的能力。試驗時采用交流高壓小電流,借高壓在兩電極間產(chǎn)生的電弧作用,使絕緣材料表面形成導(dǎo)電層所需的時間來判斷絕緣材料的耐電弧性。時間值越大,其耐電弧性越好?! ?/p>
7、密封度:對油質(zhì)、水質(zhì)的密封隔離比較好。
氣體絕緣材料具有高的電離場強(qiáng)和擊穿場強(qiáng),擊穿后能迅速恢復(fù)絕緣性能,化學(xué)穩(wěn)定性好,不燃、不爆、不老化,無腐蝕性,不易為放電所分解,而且比熱容大,導(dǎo)熱性、流動性均好??諝馐怯玫米顝V泛的氣體絕緣材料。例如,交、直流輸電線路的架空導(dǎo)線間,架空導(dǎo)線對地間均由空氣絕緣。高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器也采用氣體絕緣介質(zhì),早期采用高氣壓的氮或二氧化碳,現(xiàn)多用六氟化硫(SF6)。SF6還用于制造高壓斷路器、金屬封閉式組合電器、氣體絕緣的輸電管道電纜和氣體絕緣變壓器等?! ?/p>
我們討論的絕緣材料中含有氣泡時,氣泡的相對介電常數(shù)ε很小,因此加上電壓后氣泡上的電場較高。而氣泡本身的抗電強(qiáng)度比固體介質(zhì)要低的多(一般空氣的Eb≈33kv/cm),所以首先氣泡擊穿,引起其他放電(電離),產(chǎn)生大量的熱,容易引起整個介質(zhì)擊穿;由于在產(chǎn)生熱量的同時,形成相當(dāng)高的內(nèi)應(yīng)力,材料也易喪失機(jī)械強(qiáng)度而被破壞?! ?/p>
空氣的相對介電常數(shù)接近1,而所有的固體絕緣材料都大于1。在一個電場中的強(qiáng)度是按各種絕緣材料的介電常數(shù)來分配的,與介電常數(shù)成反比。所以我們希望各種絕緣材料的介電常數(shù)都等于空氣的介電常數(shù)1,這是最理想不過的。當(dāng)然這是不可能的。所以只有去選擇介電常數(shù)盡量低的材料(當(dāng)然還要考慮其他的因素--比如耐溫、絕緣性能、絕緣電阻和成本等綜合因素來選擇)。但如果兩種材料的介電常數(shù)相差很大,他們之間的場強(qiáng)極不均勻,會造成介電常數(shù)低的材料(比如空氣)場強(qiáng)反而很大,先被擊穿的不良后果。故相對介電常數(shù)與介質(zhì)的電性能沒有直接和必然的關(guān)系。