Quanto você sabe sobre materiais de isolamento sólido?
May 08, 2024
Materiais isolantes sólidos são materiais sólidos usados para isolar condutores de diferentes potenciais. Geralmente, também é necessário que os materiais de isolamento sólido tenham um papel de apoio. Em comparação com materiais de isolamento a gás e materiais de isolamento líquidos, os materiais de isolamento sólidos têm uma resistência à ruptura muito maior devido à sua maior densidade, o que é de grande importância na redução da espessura do isolamento.
Visão geral Materiais isolantes sólidos são materiais sólidos usados para isolar condutores com diferentes potenciais. Geralmente, os materiais isolantes sólidos também devem ter um papel de apoio.
Os materiais de isolamento sólido podem ser divididos em duas categorias: inorgânicos e orgânicos.
Em comparação com materiais de isolamento a gás e materiais de isolamento líquidos, os materiais de isolamento sólidos têm uma resistência à ruptura muito maior devido à sua maior densidade, o que é de grande importância para reduzir a espessura do isolamento. A resistência de isolamento, a constante dielétrica e a perda dielétrica de materiais isolantes sólidos variam em uma ampla faixa.
Por exemplo, a resistência de isolamento do politetrafluoroetileno pode ser tão alta quanto 1020Ω·m, o que pode evitar corrente de fuga excessiva, e sua constante dielétrica relativa é muito baixa (apenas 2,0), tornando a capacitância do isolamento muito pequeno; correspondentemente, as cerâmicas de alto dielétrico têm constantes dielétricas relativas extremamente altas (até vários milhares). Portanto, os materiais de isolamento sólido podem ser selecionados de acordo com diferentes requisitos.
Os sólidos inorgânicos incluem principalmente mica, mica em pó e produtos de mica, vidro, fibra de vidro e seus produtos, bem como porcelana elétrica, filme de alumina, etc. Alguns deles, como a porcelana elétrica, têm baixo custo e ocupam certa posição nas aplicações. A desvantagem dos materiais de isolamento sólidos inorgânicos é que eles têm baixo desempenho de processamento e não são facilmente adaptados aos requisitos de moldagem de equipamentos elétricos para materiais de isolamento.
Os produtos de mica e mica em pó têm resistência corona de longo prazo e são um componente importante da estrutura de isolamento de equipamentos de alta tensão. Eles também podem ser usados em situações de alta temperatura.
vidro
O processo do vidro é mais simples que o da cerâmica e pode ser utilizado para fazer isoladores. A fibra de vidro pode ser transformada em seda, tecido e fita. Possui resistência ao calor muito maior que a fibra orgânica e desempenha um papel importante no desenvolvimento de estruturas de isolamento em altas temperaturas.
Os produtos elétricos de porcelana têm excelente resistência à descarga e certa resistência mecânica, por isso são particularmente adequados para aplicações de transmissão e distribuição de energia de alta tensão. Após anos de pesquisa, foram desenvolvidas variedades com alta resistência mecânica, resistência a altas temperaturas e alta constante dielétrica.
No século XIX, os sólidos orgânicos eram principalmente naturais, como papel, algodão, seda, borracha e óleos vegetais curáveis. Esses materiais são flexíveis, podem atender aos requisitos do processo de aplicação e são fáceis de obter. Desde o século 20, o surgimento de materiais poliméricos sintéticos mudou fundamentalmente a aparência dos materiais isolantes sólidos.
A baquelite foi usada pela primeira vez como material isolante. Mais tarde surgiram o polietileno e o poliestireno. Devido à sua constante dielétrica e perda dielétrica extremamente pequenas, eles atenderam aos requisitos de altas frequências e se adaptaram ao desenvolvimento de novas tecnologias como o radar. A resina de silicone combinada com tecido de vidro com baixo teor alcalino melhora muito o nível de resistência ao calor de motores e aparelhos elétricos. O fio esmaltado feito de polivinil formal como base de tinta abriu amplas perspectivas para o fio esmaltado, substituindo o fio revestido de seda e o fio revestido de fio. A espessura do filme de poliéster é de apenas algumas dezenas de mícrons.
Usá-lo para substituir o papel e tecido originais melhora muito os indicadores técnicos e econômicos de motores e aparelhos elétricos. O uso de papel de fibra de poliaramida, filme de poliéster e filme de poliimida faz com que os graus de resistência ao calor do isolamento da ranhura do motor se tornem F e H, respectivamente (ver grau de resistência ao calor do isolamento e teste de envelhecimento térmico). Houve desenvolvimentos semelhantes em materiais elastômeros, como borracha de silicone resistente ao calor, borracha nitrílica resistente a óleo e, posteriormente, borracha de flúor, borracha de etileno-propileno, etc.
