Conhecimento da indústria

Materiais isolantes são materiais não condutores sob tensão permitida, mas não são absolutamente não condutores. Sob a ação de uma determinada intensidade de campo elétrico externo, ocorrerão processos como condução, polarização, perda e falha; além disso, eles envelhecem com o uso prolongado. Sua resistividade é muito alta, geralmente na faixa de 10¹⁰–10²² Ω·m. Por exemplo, no motor, o material isolante ao redor do condutor separa as espiras do núcleo estator aterrado, garantindo o funcionamento seguro do motor. Hoje, vamos apresentar a classificação dos materiais isolantes.

Materiais Isolantes Gasosos

Geralmente, gases secos em temperatura e pressão ambientes têm boas propriedades isolantes. Os dielétricos gasosos, como materiais isolantes, também precisam atender a requisitos físicos, químicos e econômicos. O ar e o hexafluoreto de enxofre são materiais isolantes gasosos comumente usados.

O ar tem boa performance isolante. Após a falha, sua performance isolante pode ser restaurada instantânea e automaticamente. Suas propriedades físicas elétricas são estáveis, sua fonte é muito abundante e sua aplicação é ampla. No entanto, a tensão de falha do ar é relativamente baixa — fatores como eletrodos afiados, distância curta, forma de onda de tensão íngreme, temperatura alta e umidade alta podem reduzir a tensão de falha do ar. Frequentemente, se usa ar comprimido ou vácuo para aumentar a tensão de falha do ar.

Materiais Isolantes Líquidos

Os óleos isolantes incluem óleo mineral natural, óleo vegetal natural e óleo sintético, como mostrado na figura. O óleo mineral natural é amplamente usado; é um líquido neutro obtido da crua de petróleo após refino em graus variados, de cor amarelo dourado, com boa estabilidade química e elétrica. É usado principalmente em transformadores de energia, disjuntores sem óleo, cabos de alta tensão, capacitores imersos em óleo e outros equipamentos. Os óleos vegetais naturais incluem óleo de mamona, óleo de soja, etc. Os óleos sintéticos incluem silicona de bifenil metílico oxidada e silicona de benzila metílico; eles são usados principalmente em transformadores de energia, cabos de alta tensão e capacitores com dielétrico de papel imerso em óleo.

O óleo isolante sofrerá contaminação e envelhecimento por vários fatores durante o armazenamento, transporte e operação. O calor e o oxigênio desempenham os papéis mais importantes no envelhecimento do óleo. As medidas anti-envelhecimento do óleo adotadas na indústria incluem: intensificar a dissipação de calor para reduzir a temperatura do óleo; isolar o óleo do transformador do ar por nitrogênio e película; usar dessecantes para remover umidade; adicionar antioxidantes; evitar exposição à luz solar, etc. Após a contaminação, o óleo pode ser purificado e regenerado por filtração sob pressão ou purificação elétrica.

Para garantir o funcionamento seguro dos equipamentos com enchimento de óleo, é necessário verificar o aumento de temperatura do óleo, a altura da superfície do óleo, o ponto de ignição do óleo, o índice de acidez, a resistência à falha e o valor tangente do ângulo de perda dielétrica; além disso, deve-se realizar análise cromatográfica do óleo do transformador quando necessário. Quando for preciso adicionar óleo, use preferencialmente o mesmo modelo ou modelo similar, e deve-se realizar teste de mistura.

Materiais Isolantes Sólidos

Existem muitos tipos de materiais isolantes sólidos, que têm excelente performance isolante e são amplamente usados no sistema de energia. Os materiais isolantes sólidos comumente usados são: tinta isolante, cola isolante, borracha, plástico, vidro, produtos cerâmicos, mica, amianto.

As tintas e colas isolantes são materiais isolantes importantes à base de polímeros macromoleculares, que podem ser solidificadas em filmes duros isolantes ou materiais isolantes inteiros sob certas condições.

A tinta isolante é composta principalmente por base de tinta, solvente, diluente, carga, etc. A formação de filme e a solidificação da tinta isolante garantem maior resistência isolante. Geralmente, ela pode ser usada como isolamento por impregnação ou isolamento por revestimento para bobinas de motores e equipamentos elétricos. De acordo com seu uso, ela pode ser dividida em tinta de impregnação, tinta para fio de esmalte, tinta de cobertura, tinta para chapa de aço silício e tinta anti-coroa.

A cola isolante é semelhante à tinta isolante; geralmente, ela contém carga e é amplamente usada para moldagem de junções de cabos, mangueiras, transformadores de corrente de 220 kV e transformadores de tensão de 10 kV. As colas isolantes usadas incluem cola de cabo amarela, cola de cabo preta, cola de cabo epóxi, cola de resina epóxi, cola de poliéster epóxi, etc.

Produtos de fibra isolante referem-se a materiais isolantes feitos de papel isolante, cartão, tubos de papel e vários tecidos de fibra. Os produtos de fibra impregnados são feitos com produtos de fibra isolante como substrato e tinta isolante; eles têm certa resistência mecânica, resistência elétrica, resistência à umidade, além de algumas funções especiais como anti-mofo, anti-elétrico e anti-radiação. O material isolante laminado de camada isolante é feito com fibras como substrato, impregnadas com diferentes colas, prensadas quente ou laminadas. Suas propriedades dependem dos substratos e colas, além de seu processo de formação; ele pode ser transformado em produtos com excelente performance elétrica, resistência mecânica, resistência ao calor, anti-mofo, resistência ao arco e resistência à coroa.

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