Диэлектрики - материалы, позволяющие изолировать источники тока и сами плохо проводят электрический ток. В современном мире оборудование и электросистемы постоянно совершенствуются, поэтому необходимо и постоянное обновление используемых материалов с изоляционными возможностями. На протяжении многих лет более сильными диэлектриками были: фарфор, сухое дерево, некоторые пластики, бумага и стекло, но благодаря ученым, мастерам и более сложным условиям - в нынешнее время появлялось всё больше более надежных, доступных и качественных вариантов.
И так, рассмотрим области применения, виды и устройство изоляционных материалов более подробно. Данная информация будет полезна не только электрикам, но и при использовании электроустановок и оборудования.
Виды изоляционных материалов
На данный момент существуют следующие виды диэлектриков:
- Электрокерамические материалы.
- Асбоцемент.
- Пластмассы (с электроизоляционными характеристиками).
- Высокополимерный фторопласт, лавсан и полиэтилен.
- Слоистый пластик, например, гетинакс и текстолит.
- Стеклоткань и бумага, специальные намотанные изделия.
- Композиции содержащие слюдяные компоненты (слюдинитовые и слюдопластовые).
- Масляные, масляно-крезольные, битумно-масляные лаки.
- Специальные электроизоляционные эмали, лакоткани и т.д.
- Лаки для изоляции, такие как: масляно-крезольные, битумно-масляные, полиэфирные.
Дополнительно изоляционные материалы делят на органические (содержат углерод) и неорганические. Неорганический диэлектрик имеет более высокие оптимальные температурные характеристики (нагревостойкость) и чаще используется в промышленности. Ещё их можно менять в зависимости от потребностей.
В плане производства и состава встречаются синтетические и природные, но первые чаще применяют, так как есть возможность подобрать или создать тип изоляции точно под нужные требования к материалу и учитывая место использования.
Что еще нужно знать о разнообразии диэлектриков:
- Они могут быть жидкими, твердыми и газообразными.
Жидкие: отличаются токсичностью и чаще всего пожароопасные (растительные масла, нефтяные масла и синтетические жидкие диэлектрики). Место применения: трансформаторы, двигатели, системы ввода и т.д.
Твердые: используют чаще всего, огромная область применения. Могут быть природного толка, как янтарь, канифоль и шеллак, либо синтетического - эпоксидная смола, шелк, этилцеллюлоза и прочие. В производстве оборудования популярны - пластики, лаки и пластмассы, полиамиды как самый дешевый и долговечный диэлектрик. Бывают исключения - смешанного типа, элементоорганические.
Газообразные: воздух, азот, углекислый газ, гелий, неон, аргон, криптон. Мало используют, дорого и требуется поддержание особых условий содержания и эксплуатации.
- Диэлектрики бывают полярные и неполярные.
К полярным относятся: поливинилхлорид и бакелит. Такой материал изначально имеет электрический элемент до начала воздействия на него электричества, у них повышенная проводимость и большое значение диэлектрической проницаемости.
Неполярные: кварц и слюда. В их структуре каждая пара ионов представляет собой электрически нейтральную частицу.
Современные электроизоляционные материалы
Последнее время производство изоляционных материалов в основном сосредоточено в разработке новых видов на основе полимеров (аморфных и кристаллических). Главная их особенность и преимущество: способны формировать плотно упакованные упорядоченные структуры. Стоит отметить и их износостойкость, стойкость к химическому воздействию и прозрачность.
Полимерные композиты считаются наиболее перспективными еще на много лет вперед. Так в 2021 году были существенные продвижения в разработке новейших полимерных композитов на основе эпоксидной матрицы, армированной методом намотки стекло-, угле-, органо пластиками.
На их основе возможно производство изделий больших габаритов и толстостенных электроизоляционных изделий для статорных турбогенераторов, катушек и т.д.
Важно заметить, что в производстве качественных продуктов используется одновременно несколько видов электроизоляционных материалов для достижения максимального эффекта. Для этого требуется много экспериментов и сложно прогнозировать когда появится более лучший вариант. Непременно следует следить за новинками и обращать внимание на рекомендации специалистов.
Советы по выбору
- Не следует экономить на приобретении электроизоляционных материалов. Качественные материалы играют ключевую роль в обеспечении безопасности, надежности и долговечности электрических систем.
- Учитываются: используемое напряжение, условия окружающей среды, механическая нагрузка, возможность попадания химических веществ, требуемые сроки использования и многое другое. Доверьте такую работу специалистам. Малейшая ошибка может привести к печальным последствиям.
- Обязательно стоит ознакомиться с основными характеристиками приобретаемого диэлектрика и рекомендациями производителя.
- В последнее время все большей популярностью и востребованностью пользуются так называемые наноматериалы – это полимерные материалы с толщиной пленки 5-250 микрон. При этом электрическое сопротивление изоляции остается на очень высоком уровне и не уступает широко применяемым компаундам. А также те варианты, которые наносят методом распыления, нанесения прямо на отдельные детали и затвердевающие в процессе.