¿Cuánto sabes sobre los materiales aislantes sólidos?
May 08, 2024
Los materiales aislantes sólidos son materiales sólidos que se utilizan para aislar conductores de diferentes potenciales. Generalmente también se requiere que los materiales aislantes sólidos desempeñen una función de soporte. En comparación con los materiales aislantes de gas y los materiales aislantes líquidos, los materiales aislantes sólidos tienen una resistencia a la rotura mucho mayor debido a su mayor densidad, lo que es de gran importancia para reducir el espesor del aislamiento.
Descripción general Los materiales aislantes sólidos son materiales sólidos que se utilizan para aislar conductores con diferentes potenciales. Generalmente, también se requiere que los materiales aislantes sólidos desempeñen un papel de soporte.
Los materiales aislantes sólidos se pueden dividir en dos categorías: inorgánicos y orgánicos.
En comparación con los materiales aislantes de gas y los materiales aislantes líquidos, los materiales aislantes sólidos tienen una resistencia a la rotura mucho mayor debido a su mayor densidad, lo que es de gran importancia para reducir el espesor del aislamiento. La resistencia de aislamiento, la constante dieléctrica y la pérdida dieléctrica de los materiales aislantes sólidos varían en un amplio rango.
Por ejemplo, la resistencia de aislamiento del politetrafluoroetileno puede ser tan alta como 1020Ω·m, lo que puede evitar una corriente de fuga excesiva, y su constante dieléctrica relativa es muy baja (sólo 2,0), lo que hace que la capacitancia del aislamiento sea muy baja. pequeño; en consecuencia, las cerámicas de alto dieléctrico tienen constantes dieléctricas relativas extremadamente altas (hasta varios miles). Por lo tanto, los materiales aislantes sólidos se pueden seleccionar según diferentes requisitos.
Los sólidos inorgánicos incluyen principalmente mica, mica en polvo y productos de mica, vidrio, fibra de vidrio y sus productos, así como porcelana eléctrica, películas de alúmina, etc. Son resistentes a altas temperaturas, no envejecen fácilmente y tienen una resistencia mecánica considerable. Algunos de ellos, como el porcelánico eléctrico, tienen un coste reducido y ocupan un determinado puesto en las aplicaciones. La desventaja de los materiales aislantes sólidos inorgánicos es que tienen un rendimiento de procesamiento deficiente y no se adaptan fácilmente a los requisitos de moldeo de equipos eléctricos para materiales aislantes.
La mica y los productos de mica en polvo tienen resistencia a la corona a largo plazo y son un componente importante de la estructura de aislamiento de los equipos de alto voltaje. También se pueden utilizar en situaciones de alta temperatura.
vaso
El proceso del vidrio es más sencillo que el de la cerámica y puede utilizarse para fabricar aislantes. La fibra de vidrio se puede convertir en seda, tela y cinta adhesiva. Tiene una resistencia al calor mucho mayor que la fibra orgánica y juega un papel importante en el desarrollo de estructuras aislantes a altas temperaturas.
Los productos de porcelana eléctrica tienen una excelente resistencia a la descarga y cierta resistencia mecánica, por lo que son particularmente adecuados para aplicaciones de transmisión y distribución de energía de alto voltaje. Después de años de investigación, se han desarrollado variedades con alta resistencia mecánica, resistencia a altas temperaturas y alta constante dieléctrica.
En el siglo XIX, los sólidos orgánicos eran principalmente naturales, como el papel, el algodón, la seda, el caucho y los aceites vegetales curables. Estos materiales son flexibles, pueden cumplir con los requisitos del proceso de solicitud y son fáciles de obtener. Desde el siglo XX, la aparición de materiales poliméricos sintéticos ha cambiado fundamentalmente el aspecto de los materiales aislantes sólidos.
La baquelita se utilizó por primera vez como material aislante. Posteriormente aparecieron el polietileno y el poliestireno. Debido a su constante dieléctrica y pérdida dieléctrica extremadamente pequeñas, cumplieron con los requisitos de las altas frecuencias y se adaptaron al desarrollo de nuevas tecnologías como el radar. La resina de silicona combinada con una tela de vidrio con bajo contenido de álcali mejora en gran medida el nivel de resistencia al calor de motores y aparatos eléctricos. El alambre esmaltado hecho de polivinilo formal como base de pintura ha abierto amplias perspectivas para el alambre esmaltado, reemplazando al alambre recubierto de seda y al alambre recubierto de hilo. El espesor de la película de poliéster es de sólo unas pocas decenas de micrones.
Su uso en sustitución del papel y la tela originales mejora enormemente los indicadores técnicos y económicos de motores y aparatos eléctricos. El uso de papel de fibra de poliaramida, película de poliéster y película de poliimida hace que los grados de resistencia al calor del aislamiento de la ranura del motor sean F y H respectivamente (ver grado de resistencia al calor del aislamiento y prueba de envejecimiento térmico). Se han producido avances similares en materiales elastómeros, como el caucho de silicona resistente al calor, el caucho de nitrilo resistente al aceite y, posteriormente, el caucho de flúor, el caucho de etileno-propileno, etc.
