絕緣材料的種類及用途

一、概述：絕緣是用絕緣物把帶電體封閉起來。良好的絕緣是保證設(shè)備和線路正常運(yùn)行的必要條件，也是防止觸電事故發(fā)生的重要措施。電氣設(shè)備的絕緣只有在遭到破壞時(shí)才可能被除去。設(shè)備或線路的絕緣必須與所采用的電壓相符合，必須與周圍環(huán)境和運(yùn)行條件相適應(yīng)。

二、分類：絕緣材料一般指電阻率在 10Ω·m 以上的材料，可分為氣體絕緣、液體絕緣和固體絕緣三種絕緣材料。

1、氣體絕緣材料

電氣設(shè)備的絕緣結(jié)構(gòu)應(yīng)用空氣或其他氣體作為絕緣介質(zhì)，如線路的線間絕緣、電器的電氣間隙等?？諝庠谡顟B(tài)下是良好的絕緣介質(zhì)，但其擊穿電壓與大多數(shù)液體及固體介質(zhì)相比是不高的。為了提高擊穿電壓使氣體絕緣性能提高，其一是采用高真空，空氣稀薄時(shí)帶電粒子也少，空氣中電子與粒子碰撞機(jī)會(huì)也減少，據(jù)此，真空開關(guān)已廣泛應(yīng)用于 10kV 系統(tǒng)中；其二是采用高耐電強(qiáng)度氣體，如六氟化硫（SF6），六氟化硫氣體常溫下不活潑、不燃、無臭味、無毒，500℃ 時(shí)不分解，液化溫度也較低，擊穿電壓是空氣的 2.5倍，具有良好的絕緣和滅弧性能，現(xiàn)已應(yīng)用于 220kV 及以上電壓等級的高壓斷路器中。

2、液體絕緣材料

   常用的液體絕緣材料有變壓器油、電容器油和電纜油。變壓器油的介電強(qiáng)度為 16 ～ 21kV /mm （20℃ 時(shí)），主要用于變壓器及油開關(guān)的絕緣和散熱；電容器油的介電強(qiáng)度為 20 ～ 23kV /mm （20℃ 時(shí)），主要用于電容器的絕緣、散熱及儲(chǔ)能；電纜油中的高壓充油介電強(qiáng)度≥20kV /mm （20℃ ），用于高壓電纜，35kV 油介電強(qiáng)度為 14 ～ 16kV /mm （20℃ ），用于低壓電纜。

絕緣油在儲(chǔ)存、運(yùn)輸和運(yùn)行使用過程中必須防止污染、老化，以保證設(shè)備安全運(yùn)行，延長設(shè)備的檢修周期。防止油的老化一般可采用加強(qiáng)散熱以降低油溫、用氮或薄膜使變壓器油與空氣隔絕、添加抗氧化劑、防止日光照射、采用熱虹吸過濾器使變壓器油再生等措施；除此之外，還必須經(jīng)常檢查充油電氣設(shè)備的溫升、油面高度及油的表面張力、閃點(diǎn)、酸值、擊穿強(qiáng)度和介質(zhì)損耗正切值等。

若油面下降，則需補(bǔ)充油液。補(bǔ)充油的主要理化指標(biāo)（如凝固點(diǎn)、黏度、閃點(diǎn)等）應(yīng)與設(shè)備中的原油液相同或接近，以保證兩者混合后的安定度合格。未經(jīng)處理的運(yùn)行使用的油不能與變壓器油混合使用。運(yùn)行油的質(zhì)量應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求。

3、固體絕緣材料

它是應(yīng)用zui廣泛的絕緣材料，包括無機(jī)絕緣材料，如云母、瓷件、石棉等；有機(jī)絕緣材料，如棉紗、紙、橡膠等；混合絕緣材料，如絕緣壓塑料、絕緣薄膜、復(fù)合材料等。

固體絕緣材料的損傷主要是電擊穿和熱擊穿。在均勻電場中，固體絕緣材料的擊穿電壓與絕緣物的厚度成正比。機(jī)械損傷會(huì)使絕緣物變薄而易被擊穿，化學(xué)腐蝕則使絕緣物變質(zhì)使厚度減少。熱擊穿往往是在電壓作用很長時(shí)間后發(fā)生。長時(shí)間承受電壓，通過電流溫度升高，使絕緣材料絕緣性能下降以致?lián)舸?。幾種常用固體絕緣材料的介電強(qiáng)度見表 1。

表 1 幾種常用固體絕緣材料的介電強(qiáng)度

單位：kV /mm

為保證電氣設(shè)備的絕緣性能可靠，將絕緣材料按其在正常運(yùn)行條件下的zui高允許工作溫度進(jìn)行統(tǒng)一的耐熱分級，稱為絕緣材料的耐熱等級。絕緣材料的耐熱等級見表 2

表 2 絕緣材料的耐熱等級耐熱等級