絕緣材料：jué yuán cái liào
英文：insulation material
電工 器材中使帶電體與其他部分隔離的材料。常用的固態(tài)材料有絕緣套管. 絕緣紙 、 層壓板 、橡皮、 塑料 、油漆、玻璃、 陶瓷 、云母等。常用的液態(tài)材料有 變壓器油 等。氣態(tài)材料中以空氣、氮?dú)狻⒘虻扔玫幂^多。
絕緣材料： 電阻率 為109～1022 Ω·Cm的物質(zhì)所構(gòu)成的材料在電工技術(shù)上稱為絕緣材料，又稱 電介質(zhì) 。簡單的說就是使帶電體與其他部分隔離的材料。絕緣材料對直流電流有非常大的阻力，在直流電壓作用下，除了有極微小的表面泄漏電流外，實(shí)際上幾乎是不導(dǎo)電的，而對于交流電流則有 電容電流 通過，但也認(rèn)為是不導(dǎo)電的。絕緣材料的電阻率越大，絕緣性能越好。
絕緣材料在電工產(chǎn)品中是必不可少的材料。例如一臺300MW汽輪發(fā)電機(jī)就需絕緣漆10t、云母制品8t、層壓板5t、漆布和薄膜約1t；一臺3200kW的 變壓器 所需絕緣材料占其總質(zhì)量的34%；一臺10kV的高壓斷路器所需絕緣材料占其總量的18%。按我國發(fā)電設(shè)備裝機(jī)容量及與之配套的電工設(shè)備的絕緣 材料消耗定額 平均為65t/10MW，由此可見絕緣材料在電工設(shè)備中所占比例是很大的。
大體上，電機(jī)、 電器 設(shè)備都是由導(dǎo)體材料、磁性材料、絕緣材料和結(jié)構(gòu)材料構(gòu)成的。除絕緣材料之外，其他都是 金屬材料 。電機(jī)、電器在運(yùn)行中，不可避免地要受到溫度、電、機(jī)械的應(yīng)力和振動，有害氣體、化學(xué)物質(zhì)、潮濕、灰塵和輻照等各種因素的作用。這些因素對絕緣材料比對其他材料有更顯著的作用?？梢哉f，絕緣材料對這些因素更為敏感，容易變質(zhì)劣化，致使電工設(shè)備損壞。所以絕緣材料是決定電機(jī)、電器運(yùn)行可靠性的關(guān)鍵材料。隨著運(yùn)行時(shí)間的延續(xù)，絕緣材料必然要老化，并且其老化速度要比其他材料快，所以決定電機(jī)、電器使用壽命的關(guān)鍵材料也是絕緣材料。
絕緣材料是決定電機(jī)、電器技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的關(guān)鍵因素之一。電機(jī)的重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一是質(zhì)量功率比，即kg/kw值。減少比值，對電機(jī)有重要意義。據(jù)報(bào)道，從1900年到1967年，1hp（0.75kW）的電機(jī)質(zhì)量由40kg減少到10kg，目前已降低到6kg/kW水平。導(dǎo)致這種變化的重要原因是采用耐熱性高的絕緣材料。降低kg/kW值可節(jié)約大量金屬材料，降低電機(jī)成本。如一臺A級（105℃）電動機(jī)采用H級（180℃）絕緣之后，可縮小體積30%～50%，節(jié)約銅20%、 硅鋼片 30%～50%、鑄鐵25%。當(dāng)然，采用同一型號機(jī)，用耐溫指數(shù)更高的絕緣材料，可以提高功率或延長電機(jī)的使用壽命。從電機(jī)、電器產(chǎn)品的造價(jià)情況來看，絕緣材料所占費(fèi)用約在一半，這些都說明了絕緣材料在電機(jī)、 電器工業(yè) 中所占的地位和作用了。
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絕緣材料
用于使不同電位的 導(dǎo)電部分 隔離的材料。其電導(dǎo)率約在10-10 西/米以下。不同的電工產(chǎn)品中，根據(jù)需要,絕緣材料往往還起著儲能、散熱、冷卻、滅弧、防潮、防霉、防腐蝕、防輻照、機(jī)械支承和固定、保護(hù)導(dǎo)體等作用。
分類和性能
絕緣材料種類很多，可分氣體、液體、固體三大類。常用的氣體絕緣材料有空氣、氮?dú)狻⒘?div id="hvx15dbx77h7" class="text_pic" style="float: left; visibility: visible; padding-bottom: 3px; width: 200px; position: relative">
絕緣PC薄膜
等。 液體絕緣材料 主要有礦物絕緣油、合成絕緣油（硅油、十二烷基苯、聚異丁烯、異丙基聯(lián)苯、 二芳基乙烷 等）兩類。 固體絕緣材料 可分有機(jī)、無機(jī)兩類。有機(jī)固體絕緣材料包括 絕緣漆 、絕緣膠、絕緣紙、絕緣纖維制品、塑料、 橡膠 、漆布漆管及絕緣浸漬纖維制品、電工用薄膜、復(fù)合制品和粘帶、電工用層壓制品等。無機(jī)固體絕緣材料主要有云母、玻璃、陶瓷及其制品。相比之下，固體絕緣材料品種多樣，也*為重要。
不同的電工設(shè)備對絕緣材料性能的要求各有側(cè)重。高壓電工裝置如 高壓電機(jī) 、高壓電纜等用的絕緣材料要求有高的擊穿強(qiáng)度和低的介質(zhì)損耗。低壓電器則以機(jī)械強(qiáng)度、斷裂伸長率、 耐熱等級等作為主要要求。
絕緣材料的宏觀性能如電性能、熱性能、力學(xué)性能、耐化學(xué)藥品、耐氣候變化、耐腐蝕等性能與它的化學(xué)組成、分子結(jié)構(gòu)等有密切關(guān)系。無機(jī)固體絕緣材料主要是由硅、硼及多種 金屬氧化物 組成,以離子型結(jié)構(gòu)為主,主要特點(diǎn)為 耐熱性 高，工作溫度一般大于180℃,穩(wěn)定性好，耐大氣老化性、耐 化學(xué)藥 品性及長期在電場作用下的老化性能好；但脆性高，耐沖擊強(qiáng)度低，耐壓高而抗張強(qiáng)度低；工藝性差。有機(jī)材料一般為聚合物，平均分子量在104～106之間，其耐熱性通常低于無機(jī)材料。含有芳環(huán)、雜環(huán)和硅、鈦、氟等 元素 的材料其耐熱性則高于一般線鏈形高分子材料。
影響絕緣材料介電性能的重要因素是分子極性的強(qiáng)弱和極性組分的含量。極性材料的 介電常數(shù) 、介質(zhì)損耗均高于非極性材料，并且容易吸附雜質(zhì)離子增加電導(dǎo)而降低其介電性能。故在絕緣材料制造過程中要注意清潔，防止污染。電容器用電介質(zhì)要求有高的介電常數(shù)以提高其比特性。
影響絕緣材料性能的主要指標(biāo)
1、絕緣電阻和電阻率
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。
3、擊穿電壓和電氣強(qiáng)度
在某一個(gè)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。擊穿時(shí)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(shí)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。
4、拉伸強(qiáng)度
是在拉伸試驗(yàn)中，試樣承受的*大拉伸應(yīng)力。它是絕緣材料力學(xué)性能試驗(yàn)應(yīng)用*廣、*有代表性的試驗(yàn)。
5、耐燃燒性
指絕緣材料接觸火焰時(shí)抵制燃燒或離開火焰時(shí)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**性越好。
6、耐電弧
在規(guī)定的試驗(yàn)條件下,絕緣材料耐受沿其表面的電弧作用的能力。試驗(yàn)時(shí)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(shí)間來判斷絕緣材料的 耐電弧性 。時(shí)間值越大，其耐電弧性越好。
7、密封度
對油質(zhì)、水質(zhì)的密封隔離比較好。
絕緣材料等級劃分
絕緣材料的絕緣性能與溫度有密切的關(guān)系。溫度越高，絕緣材料的絕緣性能越差。為保證絕緣強(qiáng)度，每種絕緣材料都有一個(gè)適當(dāng)?shù)?高允許工作溫度，在此溫度以下，可以長期**地使用，超過這個(gè)溫度就會迅速老化。按照耐熱程度，把絕緣材料分為Y、A、E、B、F、H、C等級別，各耐熱等級對應(yīng)的溫度如下：
Y級絕緣耐溫90℃、A級絕緣耐溫105℃、E級絕緣耐溫120℃、B級絕緣耐溫130℃ 、F級絕緣耐溫155℃ 、H級絕緣耐溫180℃ 、C級絕緣耐溫200℃ 以上
絕緣材料的應(yīng)用
絕緣材料的作用是在電氣設(shè)備中把電勢不同的帶電部分隔離開來。因此絕緣材料首先應(yīng)具有較高的絕緣電阻和耐壓強(qiáng)度，并能避免發(fā)生漏電、擊穿等事故。其次耐熱性能要好，避免因長期過熱而老化變質(zhì)；此外，還應(yīng)有良好的導(dǎo)熱性、耐潮防雷性和較高的機(jī)械強(qiáng)度以及工藝加工方便等特點(diǎn)。根據(jù)上述要求，常用絕緣材料的性能指標(biāo)有絕緣強(qiáng)度、抗張強(qiáng)度、比重、膨脹系數(shù)等。
電工常用的絕緣材料按其化學(xué)性質(zhì)不同，可分為無機(jī)絕緣材料、有機(jī)絕緣材料和混合絕緣材料。常用的無機(jī)絕緣材料有：云母、石棉、大理石、瓷器、玻璃、硫黃等，主要用作電機(jī)、電器的繞組絕緣、開關(guān)的底板和絕緣子等。有機(jī)絕緣材料有：蟲膠、樹脂、橡膠、棉紗、紙、麻、人造絲等，大多用以制造絕緣漆，繞組導(dǎo)線的被覆絕緣物等。混合絕緣材料為由以上兩種材料經(jīng)過加工制成的各種成型絕緣材料，用作電器的底座、外殼等。
發(fā)展歷史
*早使用的絕緣材料為棉布、絲綢、云母、橡膠等天然制品。在20世紀(jì)初，工業(yè)合成塑料 酚醛樹脂 首先問世，其電性能好，耐熱性高。以后又相繼出現(xiàn)了性能更好的 脲醛樹脂 、醇酸樹脂。三氯聯(lián)苯合成絕緣油的出現(xiàn)使電力電容器的比特性出現(xiàn)了一次飛躍（但因有害人體健康，后已停止使用）。同期還合成了六氟化硫。
30年代以來人工合成絕緣材料得到了迅速發(fā)展，主要有 縮醛樹脂 、氯丁橡膠、 聚氯乙烯 、丁苯橡膠、聚酰胺、 三聚氰胺 、 聚乙烯 及性能優(yōu)異稱之為塑料王的 聚四氟乙烯 等。這些合成材料的出現(xiàn)，對電工技術(shù)的發(fā)展起了重大作用。如縮醛 漆包線 用于電機(jī)，使其工作溫度和 可靠性提高，而電機(jī)的體積和重量大大降低。 玻璃纖維 及其編織帶的研制成功及 有機(jī)硅樹脂 的合成又為電機(jī)絕緣增加了H級這個(gè)耐熱等級。
40年代以后不飽和聚酯、 環(huán)氧樹脂 問世。粉 云母紙 的出現(xiàn)使人們擺脫了片云母資源匱乏的困境。
50年代以來， 合成樹脂 為基的新材料得到了廣泛應(yīng)用，如不飽和 聚酯 和環(huán)氧等絕緣膠可供高壓電機(jī) 線圈 浸漬用。聚酯系列產(chǎn)品在電機(jī)槽襯絕緣、漆包線及浸漬漆中使用，發(fā)展了E級和B級低壓電機(jī)絕緣，使電機(jī)的體積和重量進(jìn)一步下降。六氟化硫開始用于 高壓電器 ，并使之向大容量小型化發(fā)展。斷路器的空氣絕緣及變壓器的油和紙絕緣部分地被六氟化硫所取代。
60年代含雜環(huán)和芳環(huán)的耐熱 樹脂 得到了大發(fā)展，如 聚酰亞胺 、聚芳酰胺、聚芳砜、聚苯硫醚等屬 H級及更高耐熱等級的材料。這些耐熱材料的合成為以后發(fā)展 F級、H級電機(jī)創(chuàng)造了有利條件。 聚丙烯 薄膜在這一時(shí)期也成功地用于電力電容器。
70年代以來新材料的開發(fā)研究相對比較少，這一時(shí)期主要是對現(xiàn)有材料進(jìn)行各種改性及擴(kuò)大應(yīng)用范圍。對礦物絕緣油采用新方法精制以降低其損耗；環(huán)氧云母絕緣在提高其 機(jī)械性能 和實(shí)現(xiàn)無氣隙以提高其電性能方面做了很多改進(jìn)。電力電容器由紙膜復(fù)合結(jié)構(gòu)向全膜結(jié)構(gòu)過渡。1000千伏級特高壓 電力電纜 開始研究用 合成紙 絕緣取代傳統(tǒng)的天然纖維紙。無公害絕緣材料70年代以來也發(fā)展很快，如以無毒介質(zhì)異丙基聯(lián)苯、酯類油取代有毒介質(zhì)氯化聯(lián)苯，無溶劑漆的擴(kuò)大應(yīng)用等。隨著家用電器的普及，其絕緣材料著火而導(dǎo)致重大火災(zāi)事故屢有發(fā)生，所以對阻燃材料的研究引起了重視。
發(fā)展趨勢
絕緣材料的研制和開發(fā)的水平是影響制約電工技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵之一。從今后趨勢來看，要求發(fā)展耐高壓、耐熱絕緣,耐沖擊，環(huán)保絕緣,復(fù)合絕緣,耐腐蝕、耐水、耐油、耐深冷、耐輻照及阻燃材料，研發(fā)環(huán)保節(jié)能材料。重點(diǎn)是發(fā)展用于高壓大容量發(fā)電機(jī)的環(huán)氧云母絕緣體系，如FR5， 金云母 等；中小型電機(jī)用的F、H級絕緣系列，如 不飽和聚酯樹脂 玻璃氈板等；高壓輸變電設(shè)備用的六氟化硫氣態(tài)介質(zhì)；取代氯化聯(lián)苯的新型無毒合成介質(zhì)；高性能絕緣油；合成紙復(fù)合絕緣；阻燃性橡塑材料和表面防護(hù)材料等，同時(shí)要積極推動傳統(tǒng)電工設(shè)備絕緣材料的更新?lián)Q代。
公安機(jī)關(guān)備案號：
