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绝缘材料的特性

点击次数:3410    发布日期:2015-08-24   本文链接:http://www.pibomo.com/datum/513.html

与导电材料相比,绝缘材料的主要特性大致分为导电、机械、热、湿气及化学性质等5类。
1.导电性质
对绝缘材料,通常重点关心的是绝缘电阻及绝缘耐力(或绝缘破坏强度),其值越高越佳,同时人们也希望绝缘体本身的电能不引起损失。特别是对交流电源,绝缘材料在使用时其介质损失少是必备条件。
除此之外,绝缘材料的导电性质还包括表面漏电问题、温度系数及耐电弧性质问题等。总之,绝缘材料的导电性质可概括如下。
(1)绝缘电阻高(或体积电阻率大)。
(2)表面漏电小(或表面电阻率大)。
(3)绝缘耐力(或耐电压)高。
(4)介质损耗正切(tan3)值小。
(5)比介质常数值适当。
(6)温度系数小。
(7)耐电弧性优越。
2.机械性质
对用于高压大容量机械的绝缘材料,其导电性和机械强度均是需要重点考虑的条件。有关固体绝缘材料的主要机械性质如下。
(1)抗拉强度(或抗拉力)大。
(2)抗压强度(或抗压力)大。
(3)抗桡曲强度大(或抗弯曲强度)。
(4)抗剪强度(或抗剪力)大。
(5)硬度适当。
(6)弹性限度适当。
(7)加工容易。
(8)黏度(液体情况)适当。
3.热性质
在设备或导线通电后,导体部分的焦耳热和绝缘介质损耗都有发热现象,使其温度上升。由于导体电阻的温度系数几乎都为正值,当温度上升时,电阻将逐渐增大而导致电力损失增加,同时,因为焦耳热有再度促进温度上升趋势。另外,如果绝缘部分存在漏电和介质损失,绝缘本身发热,其温度会随之增加,严重时会使绝缘发生老化或击穿,因此应注意其温度上升。
对于绝缘材料所要求的热性质,主要有耐热性、导热率等。
1)耐热性好
当温度上升时,绝缘材料的导电性质与机械性质会同时降低,随着加热时间的延长,会逐渐引起材料变质,并导致绝缘劣化;即使温度恢复正常,也不能恢复原有状态。
2)导热率良好
一般情况下,多数绝缘材料是热不良导体,因此无法使金属材料的热迅速传导与逸散。由于热的累积,绝缘材料温度会迅速上升,结果导致绝缘劣化。由此,导热率不得不加以重视,人们都希望获得热迅速逸散的材料。导热率单位以cal/(cm·s·℃)表示。
3)热膨胀系数小(固体绝缘材料)及热膨胀系数适当大(气体与液体绝缘材料)固体绝缘材料通常由两种以上原料组合而成,机械应力分配常受到影响,其热膨胀系数值遂受到重视,应尽可能使其值小;当以气体与液体作为绝缘材料时,由于材料的对流效果良好,因此希望热膨胀系数可适当大。
4)比热大
气体与液体绝缘材料,除担负有作为机械绝缘物的任务外,也兼有冷却媒质的责任。因此,绝缘材料除导热要求良好外,其比热值以大为宜,比热越大,则温度上升越小。
5)沸点高和凝点低(液体绝缘材料)
对液体绝缘材料的机械性能在高温时尽可能保持其原有特性,希望液体具有高沸点,在低温时希望凝点低。
4.湿气性质
大多数绝缘材料多少都具有吸湿性,绝缘材料所要求的湿气性质包括吸湿性良好、吸湿容量小和湿气扩散率大等。其中,吸湿性以吸湿量与大气湿度或水蒸气压及气温关系表示,吸湿容量由水蒸气压变化所产生吸湿量多少表示,湿气扩散率表示湿气扩散难易。


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