Conocimiento industrial

Los materiales aislantes son materiales no conductores bajo un voltaje permitido, pero no son materiales absolutamente no conductores. Bajo la acción de cierta intensidad de campo eléctrico externo, ocurrirán procesos como conducción, polarización, pérdida y rotura, y con el uso a largo plazo se producirá envejecimiento. Su resistividad es muy alta, generalmente en el rango de 10¹⁰ a 10²² Ω·m. Por ejemplo, en el motor, el material aislante alrededor del conductor separa las espiras del núcleo estator conectado a tierra para garantizar el funcionamiento seguro del motor. Hoy, haremos una breve introducción a los materiales aislantes.

Definición de materiales aislantes

Los materiales aislantes, también conocidos como dieléctricos, se refieren a materiales que no son conductores o tienen muy poca conductividad bajo voltaje continuo (DC). Su resistividad es generalmente mayor que 10¹⁰ Ω·m. La función principal del material aislante es aislar los conductores cargados con diferentes potenciales en los equipos eléctricos, para que la corriente pueda fluir a lo largo de un camino determinado. También puede cumplir funciones de soporte y fijación mecánica, así como extinción de arcos, disipación de calor, almacenamiento de energía, protección contra humedad, prevención de moho o mejora de la distribución de potencial del campo eléctrico y protección de los conductores. Por lo tanto, se exige que el material aislante tenga una resistencia aislante, resistencia al calor y resistencia a la humedad lo más altas posible, además de necesitar una cierta resistencia mecánica.

Propiedades básicas de los materiales aislantes

(1) Resistencia a la rotura (o rigidez dieléctrica)

Bajo la acción de una intensidad de campo eléctrico superior a un valor determinado, los materiales aislantes sufrirán daños y perderán su propiedad aislante. Este fenómeno se denomina rotura dieléctrica. La intensidad de campo eléctrico en la que se produce la rotura del material aislante se llama resistencia a la rotura (o rigidez dieléctrica).

(2) Resistencia al calor

Cuando la temperatura aumenta, la resistencia, la resistencia a la rotura y la resistencia mecánica de los materiales aislantes disminuirán. Por lo tanto, se exige que los materiales aislantes puedan trabajar durante mucho tiempo a la temperatura especificada y que su propiedad aislante pueda garantizarse como fiable. La resistencia al calor de los materiales aislantes varía según su composición. Los grados de resistencia al calor se pueden dividir en siete categorías: Y, A, E, B, F, H y C. Para cada categoría de material aislante se estipula la temperatura máxima de funcionamiento.

(3) Resistencia aislante

El valor de resistencia de un material aislante es la resistencia aislante. En condiciones normales, la resistencia aislante suele alcanzar más de decenas de megaohmios. La resistencia aislante varía considerablemente con la temperatura, el grosor y las condiciones de la superficie.

Aunque la resistividad del material aislante es muy alta, se ve afectada por un cierto voltaje. Siempre hay una pequeña corriente que lo atraviesa, que se denomina corriente de fuga.

(4) Resistencia mecánica

Según los requisitos específicos de diversos materiales aislantes, los índices de resistencia correspondientes, como tracción, compresión, flexión, cizallamiento, rasgamiento e impacto, se denominan colectivamente resistencia mecánica.

(5) Otros índices de características

Algunos materiales aislantes se presentan en forma líquida, como diversas pinturas aislantes, cuyas características incluyen viscosidad, contenido fijo, índice de acidez, tiempo de secado y tiempo de gelificación. Algunas propiedades de los materiales aislantes también involucran permeabilidad, resistencia al aceite, elongación, contracción, resistencia a solventes, resistencia al arco eléctrico, etc.

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