电工技术基础与技能
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1.1.5 固体绝缘材料

固体绝缘材料的种类很多,其绝缘性能优良,在电力系统中的应用很广。常用的固体绝缘材料有:绝缘漆、绝缘胶;纤维制品;橡胶、塑料及其制品;玻璃、陶瓷制品;云母、石棉及其制品等。

绝缘漆、绝缘胶都是以高分子聚合物为基础,能在一定条件下固化成绝缘硬膜或绝缘整体的重要绝缘材料。

绝缘漆主要由漆基、溶剂、稀释剂、填料等部分组成,绝缘漆的成膜固化后绝缘强度较高,一般可作为电机、电器线圈的浸渍绝缘或涂覆绝缘。它按用途可分为浸渍漆(图1-1)、漆包线漆、覆盖漆、硅钢片漆和防电晕漆等。

图1-1 浸渍漆实物图

图1-2 环氧树脂胶实物图

绝缘胶与绝缘漆相似,一般加有填料,广泛用于浇注电缆接头、套管、220kV及以下的电流互感器、10kV及以下的电压互感器。常用的绝缘胶有黄电缆胶、黑电缆胶、环氧电缆胶、环氧树脂胶(图1-2)、环氧聚酯胶等。

绝缘纤维制品是指用绝缘纸、纸板、纸管和各种纤维织物等制成的绝缘材料。浸渍纤维制品则是用绝缘纤维制品作底材,浸以绝缘漆制成的材料,它具有一定的机械强度、电气强度、耐潮性能,还具备了一些防霉、防电、防辐射等特殊功能。绝缘电工层压制品是以纤维作底材,浸涂不同的胶黏剂,经热压或卷制而成的层状结构绝缘材料,其性能取决于底材和胶黏剂及其成型工艺,可制成具有优良电气性能、力学性能和耐热、耐霉、耐电弧、防电晕等特性的制品。聚四氟乙烯树脂玻璃纤维漆布实物图如图1-3所示。

电工用的橡胶分天然橡胶和合成橡胶两大类,前者适宜制作柔软性、弯曲性和弹性要求比较高的电线电缆和护套,但其容易老化。合成橡胶的种类较多,主要用于电线电缆的绝缘。

电工用的塑料一般由合成树脂、填料和添加剂配制而成。电工塑料质轻,电气性能优良,有足够的硬度和机械强度,易于用模具加工成型,在电气设备中得到了广泛的应用。电工塑料可分为热固性塑料和热塑性塑料两大类。热固性塑料是指热压后不溶的固化物,如酚醛塑料、聚酯塑料等。热塑性塑料在热压成型后虽然固化,但物理化学性质不发生明显变化,仍可溶,可反复成型,如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。

图1-3 聚四氟乙烯树脂玻璃纤维漆布实物图

图1-4 电工陶瓷产品实物图

电工用玻璃可分为碱玻璃和无碱玻璃,常温下玻璃具有极好的绝缘性能,但温度升高后,其绝缘性能明显下降。高频时,其绝缘性能也大幅下降。电工用玻璃一般经不住温度的急剧变化,其抗压强度高于抗拉强度,但其抗弯能力更差。电工用玻璃一般用于制作绝缘子、灯泡、灯管、电真空器件等。

电工陶瓷是指以黏土、石英及长石为原料,经研磨、成型、干燥、焙烧等特殊工序制成的材料,可分为装置陶瓷、电容器陶瓷和多孔陶瓷等,主要用于制造绝缘子、套管及电容器等设备和器件,电工陶瓷产品实物图如图1-4所示。

云母的种类很多,在绝缘材料中,主要用金云母和白云母。两种云母均具有良好的电气性能和力学性能,它们耐热性好、化学特性稳定、耐电晕,容易剥离加工成云母薄片。白云母电气性能好于金云母,但金云母柔软性、耐热性比白云母好。杂质和皱纹是云母剥片质量的重要标志。天然云母片经添加树脂、虫胶等胶黏剂后,可制成各种云母板,一般用于电机绝缘及电机换向器的绝缘,如图1-5所示。

石棉具有保温、耐湿、绝缘、耐酸碱、防腐蚀等特点,适用于高温条件下工作的电机、电器。长期接触石棉对人体有害,加工制作时要注意采取保护措施。

图1-5 云母片实物图