固體絕緣材料(精)課件

1、4-1 固體絕緣材料 目的1.了解固體絕緣材料的分類2.熟悉常見固體絕緣材料特性3.了解固體絕緣材料用途方法1、案例分析、講解演示2、討論交流、歸納總結(jié)4-1 固體絕緣材料1、云母云母是鉀、鋁、鎂 、鐵 、鋰等層狀結(jié)構(gòu)鋁硅酸鹽的總稱，它具有很高的電絕緣強(qiáng)度、耐電暈、耐熱以及良好的力學(xué)性能, 被廣泛用作電子、電力工業(yè)上的絕緣材料。例如，一片厚度為0.025mm的云母片，其電擊穿強(qiáng)度達(dá)4千伏；它的抗電暈和電火花的能力，高于所有的有機(jī)絕緣材料；在500以下的溫度范圍內(nèi)，它能長期保持透明狀態(tài)，沒有彈性損失和碳化現(xiàn)象。 云母絕緣材料組成：云母+補(bǔ)強(qiáng)材料+粘結(jié)劑云母：白云母、金云母、合成云母補(bǔ)強(qiáng)材料：無堿

2、玻璃布、薄膜粘結(jié)劑：環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅樹脂、聚酯、聚酯亞氨、聚酰亞氨白云母金云母無堿玻璃布玻璃纖維比有機(jī)纖維耐溫高,不燃,抗腐，隔熱、隔音性好(特別是玻璃棉)，抗拉強(qiáng)度高，電絕緣性好（如無堿玻璃纖維）。云母帶云母制成品云母帶是由膠粘劑將云母片粘貼于紙（或綢、布、玻璃綢）上而成。云母帶具有良好的電氣和力學(xué)性能, 在室溫下具有柔軟性, 可以連續(xù)包繞電機(jī)線圈, 經(jīng)浸漬或模壓成型為電機(jī)線圈主絕緣。有機(jī)硅片或粉云母帶具有耐高溫特性, 一般用于180以上的電機(jī)線圈絕緣。云母板 云母板包括柔軟云母板、塑型云母板、換向器云母板和襯墊云母板等, 主要采用粘結(jié)劑粘合薄片云母或粉云母紙, 經(jīng)烘焙制成的板狀絕緣材料。適

3、用于作電機(jī)、電器的絕緣墊圈、墊片、閥型避雷器的零件等。云母箔 云母箔與塑型云母相似, 在常溫下屬于硬制板狀材料, 在熱態(tài)下具有可塑性, 冷后又能保證成型厚的固定形狀。云母箔一般在電機(jī)、電器中用作卷烘式絕緣以及轉(zhuǎn)子銅排絕緣。 2、玻璃玻璃絕緣材料是以SiO2、CaO、Na2O、B2O3 等為主要原料,經(jīng)高溫熔融而形成的組成均勻致密無氣孔的非晶態(tài)固體, 通常呈透明或半透明狀態(tài)。以絕緣為主要用途的玻璃又稱為電工玻璃, 不僅要求其絕緣性能好, 還具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性等。玻璃絕緣材料的應(yīng)用鋼化玻璃絕緣子 與瓷絕緣子比, 鋼化玻璃絕緣子強(qiáng)度是瓷質(zhì)絕緣子的2倍左右, 耐電擊穿性能是瓷質(zhì)絕緣

4、子的34 倍。此外, 鋼化玻璃絕緣子的耐振動疲勞、耐電弧燒傷和耐冷熱沖擊性能也都優(yōu)于瓷質(zhì)絕緣子。熱膨脹性玻璃氈熱膨脹性玻璃氈是一種性能獨特、用途甚廣的新型間隔填充緊固材料, 在電機(jī)上可以使用的部位很多。比如: 用來制作鐵芯之間的襯墊絕緣、定子和電樞上下層線圈間槽內(nèi)墊條; 制作繞組端部之間的間隔墊片或墊塊等。玻璃纖維由于玻璃纖維比任何天然纖維及其它人造纖維具有更好的耐熱性及不燃性, 所以用玻璃纖維作絕緣材料的電動機(jī)能夠經(jīng)受超負(fù)荷而引起的過熱,在高溫環(huán)境下長期使用, 大大延長使用壽命。其次, 玻璃纖維抗拉強(qiáng)度高, 伸長率小, 可用來制作機(jī)構(gòu)強(qiáng)度高而絕緣厚度薄的電絕緣材料。此外, 玻璃纖維吸濕性或吸

5、水率很小,水分不能進(jìn)入玻璃纖維單絲內(nèi)部, 與其他纖維相比, 具有較高的絕緣電阻。3、陶瓷瓷是以粘土、長石等為主要原料經(jīng)高溫?zé)贫删哂袌杂步Y(jié)構(gòu)的無機(jī)材料。瓷作為絕緣材料有著悠久的歷史, 是人類最早使用的絕緣材料, 它對電力工業(yè)的發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。在當(dāng)今電力系統(tǒng)中, 瓷絕緣材料仍然是輸變電設(shè)施的主要絕緣材料。與其它絕緣材料比, 瓷絕緣材料不僅價格低廉、機(jī)械強(qiáng)度高、形變小, 而且還具有優(yōu)異的耐冷、耐熱和耐腐蝕性, 因而應(yīng)用廣泛。瓷絕緣材料分類1、普通瓷絕緣材料 。電力系統(tǒng)廣泛應(yīng)用的瓷絕緣子通常為普通瓷絕緣材料, 它主要以粘土、長石、鋁礬土等為原料制備而成。2、特種瓷絕緣材料。特種瓷絕緣材料是為適

6、應(yīng)航天航空、電子信息等新技術(shù)領(lǐng)域或高溫、高頻等特殊環(huán)境的需求而發(fā)展起來的一類具有耐高溫、高強(qiáng)度、高導(dǎo)熱等性能的新型陶瓷, 如氧化鋁瓷、氧化鈹瓷、氮化鋁瓷等, 是目前研究發(fā)展的重點。懸式絕緣子支柱絕緣子4、合成樹脂合成樹脂是由人工合成的一類高分子聚合物，為粘稠液體或加熱可軟化的固體，受熱時通常有熔融或軟化的溫度范圍，在外力作用下可呈塑性流動狀態(tài)，某些性質(zhì)與天然樹脂相似。合成樹脂最重要的應(yīng)用是制造塑料。 實際應(yīng)用中，常按其熱行為分為熱塑性樹脂和熱固性樹脂。 熱塑性樹脂是加熱成型后冷卻硬固，再加熱又軟化，可以多次反復(fù)成型，具有可溶性的樹脂。熱塑性樹脂種類很多，如聚乙烯（PE），聚氯乙烯（PVC）等。

7、 熱固性樹脂在熱壓成型后成為不溶熔的固化物，再加熱也不軟化，也就是只能塑制一次。如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、交聯(lián)聚乙烯等。 聚乙烯是一種優(yōu)質(zhì)的化工原料，通過交聯(lián)反應(yīng)，使聚乙烯分子從二維結(jié)構(gòu)變?yōu)槿S網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這種材料簡稱XLPE，即交聯(lián)聚乙烯。交聯(lián)技術(shù)是提高聚乙烯性能的一種重要技術(shù)。經(jīng)過交聯(lián)改性的聚乙烯可使其性能得到大幅度的改善，不僅顯著提高了聚乙烯的力學(xué)性能、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能、耐化學(xué)藥品腐蝕性能、抗蠕變性和電性能等綜合性能，而且非常明顯地提高了耐溫等級，可使聚乙烯的耐熱溫度從70提高到100以上，從而大大拓寬了聚乙烯的應(yīng)用范圍。 交聯(lián)聚乙烯絕緣架空線交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜膠木（酚醛）環(huán)氧樹脂干式變壓器環(huán)氧澆注式設(shè)備的特點是：1）絕緣強(qiáng)度高：澆注用環(huán)氧樹脂具有1822kV/mm的絕緣擊穿場強(qiáng)，且與電壓等級相同的油浸變具有大致相同的雷電沖擊強(qiáng)度。2）抗短路能力強(qiáng)：由于樹脂的材料特性，加之繞組是整體澆注，經(jīng)加熱固化成型后成為一個剛體，所以機(jī)械強(qiáng)度很高，經(jīng)突發(fā)短路試驗證明，澆注式變壓器因短路而損壞的極少。3）防災(zāi)性能突出：環(huán)氧樹脂難燃、阻燃并能自行熄滅，不致引發(fā)爆炸等二次災(zāi)害。4）環(huán)境性能優(yōu)越：環(huán)氧樹脂是化學(xué)上極其穩(wěn)定的一種材料，防潮、防塵，即使在大氣污穢等惡劣環(huán)境下也能可靠運行，甚至在100%濕度下也能正常運行，停運后無需干燥預(yù)熱即可再次投運。5）維護(hù)工作量很小：由于有了完