Диэлектрические материалы

Строение и свойства диэлектриков

Диэлектрики образуют самую многочисленную группу электротехнических материалов.
Объединяет их

Органические диэлектрики

Представляют собой различные соединения углерода: углеводороды и их производные, окисленные,

Достоинства органических диэлектриков

Удобство обработки, в том числе в разогретом виде (экструзия,

Недостатки органических диэлектриков

Сравнительно низкая нагревостойкость;
Склонность к старению;
Недостаточная химостойкость;
Влагопроницаемость.

Неорганические диэлектрики

Представляют собой сложные системы, состоящие из окислов, преимущественно с ионной

Достоинства неорганических диэлектриков

Высокая нагревостойкость
Высокая химостойкость
Высокая механическая прочность
В меньшей степени подвержены старению
Не

Недостатки неорганических диэлектриков

Трудность обработки. Невозможность обработки в разогретом виде;
Невозможность изготовления лаков

Элементоорганические вещества

Эти вещества помимо атомов углерода могут содержать атомы элементов, обычно

Кремнийорганические соединения (силиконы)

Могут находиться в жидком и твердом состоянии, отличаются повышенной

Фторорганические материалы

Могут быть газообразными, жидкими и твердыми.
Политетрафторэтилен
(фторопласт-4-тефлон)
Обладает повышенной нагревостойкостью 2500С,

Газообразные диэлектрики

Достоинства и недостатки газовой изоляции

Достоинства:
Высокое удельное сопротивление и малые потери в

Воздух (Епр= 3.2 кВ/мм)
Он входит в состав электрических устройств независимо от

Элегаз – гексафторид серы SF6
Широко распространенная газовая изоляция
Имеет электрическую прочность в

Газообразные фреоны
представитель: дихлордифторметан CCl2F2
Электрическая прочность фреонов может в 6-10 раз

Водород (Епр=1,8 кВ/мм)
Имеет меньшую электрическую прочность по сравнению с азотом и

Жидкие диэлектрики

Применение жидких диэлектриков

Для заливки в трансформаторы, высоковольтные вводы, маслонаполненные кабели для

Жидкие диэлектрики

Нефтяные электроизоляционные масла (трансформаторное, конденсаторное и кабельное масло).
Синтетические жидкие диэлектрики

Нефтяные электроизоляционные масла

Получают из соляровой фракции, выделенной при перегонке нефти.

Нефтяные электроизоляционные масла имеют сложный углеводородный состав, и содержит следующие основные

Основные свойства минеральных нефтяных масел

Применение

Трансформаторные масла применяют для заливки силовых и измерительных трансформаторов, реакторного оборудования,

Конденсаторное масло

Получают из трансформаторного масла путем более глубокой очистки адсорбентами, обезгаживанием

Нефтяное кабельное масло

Применяют для пропитки бумажной изоляции силовых кабелей с рабочим

Недостатки нефтяных изоляционных масел

Минеральные нефтяные масла огнеопасны;
Склонны к старению;
Имеют ограниченный диапазон

Синтетические жидкие диэлектрики

Хлорированные углеводороды

Кремнийорганические жидкости

Фторорганические жидкости (фреоны, хладоны)

Растительные масла

Высыхающие (способные к полимеризации) - тунговое, льняное и конопляное, применяют

Твердеющие материалы (смолы, эластомеры, битумы)

Смолы

Применяются в составе лаков (пропиточных, покровных, клеящих), компаундов (пропиточных, заливочных), пластмасс,

ТЕРМОПЛАСТИЧНЫЕ – полимеры, нагрев которых до температур соответствующих пластичному состоянию не

Природные смолы

Синтетические смолы

Неполярные термопласты

Полиэтилен (ПЭ)
Нагревостойкость 80-90 0С,
у радиационносшитого полиэтилена Траб =

2. Термопластичные полярные смолы

Полярные термопласты

Поливинилхлорид (ПВХ) (винипласт)
Основной материал для изоляции кабелей и проводов.
Полиамиды

Термореактивные смолы

Термореактивные смолы

Эпоксидные смолы
Фенолоформальдегидные смолы, резольные смолы (бакелит, новолак (термопласт.))
Глифталевые смолы, (трекингостойкие)

Эластомеры

Резины и резиноподобные матералы.
Резину на основе натурального каучука получают при его

Недостатки:
Подверженность старению под действием УФ, озона, температуры.
Разрушается при контакте с маслом
Низкая

Битумы

Битумы- сложные смеси углеводородов, тяжелые продукты перегонки нефти.
Слабополярные (Ɛ=2,5-3), химически инертные,

Воскообразные диэлектрики

Парафин – неполярный диэлектрик, получаемый из нефти. Т пл=50-56 0С

Волокнистые и текстильные материалы

Бумага, (кабельная, конденсаторная, пропиточная, микалентная и др.)
Картон (воздушный

Неорганические твердые диэлектрики

Неорганические стекла
Керамика (установочная и конденсаторная)
Слюда (мусковит, флогопит)
Асбест
Неорганические диэлектрические

Неорганические стекла

Стеклообразующие окислы SiO2 B2O3 P2O5
Щелочные Na2O K2O
Щелочноземельные CaO

Применение стекол

Конденсаторные стекла
Установочные (пр-во изоляторов и различных деталей)
Ламповые (электровакуумные)
Микалекс (стекло с

Керамика

Технологический процесс:
Очистка от примесей составных частей
Измельчение и перемешивание с водой
Формовка изделий
Сушка

Установочная низкочастотная керамика
Применение:
Иготовление изоляторов на напряжение до 1500 кВ постоянного

Высокочастотная установочная керамика
Используется для изготовления различных установочных деталей, работающих на высоких

Конденсаторная керамика

Рутиловая керамика TiO2 Рутил (ɛ = 173)
CaO · TiO2 титанат

Слюда

Природный кристаллический минерал с характерным слоистым строением.
Мусковит – калийная слюда
Флогопит –

Применение слюды

Лучшая, «Щепаная слюда» идет на производство конденсаторов.
Флогопит используют в изоляции

Электроизоляционные неорганические пленки

В отличие от большинства электроизоляционных материалов они не получаются

Активные диэлектрики

Материалы, свойствами которых можно управлять с помощью внешнего энергетического воздействия.