一文理解电气绝缘材料

我们知道电气绝缘材料在电力工业领域有着相称主要的浸染，个中固体的绝缘材料是运用较多的一类。

按照化学构造可分为有机绝缘材料和无机绝缘材料。
继上期（理解上期内容请戳这里）对有机绝缘材料的先容，本期将连续先容无机绝缘材料，并带大家理解固体绝缘材料的发展和运用。

三、无机绝缘材料

以电瓷、玻璃、云母为紧张代表的无机绝缘材料，已广泛运用在电子和电气工程领域，尤其以云母为代表的无机绝缘材料已成为大型高压电机的关键材料。

这些无机绝缘材料有以下几个共同特点：①因此硅、硼以及多种金属氧化物组成的离子性构造（有晶体和无定形体）；②具有高耐热性。
离子或原子间有很强的结合力，结晶相熔点高，耐热等级为C级，如Al2O3、ZrO2的结晶相熔点为2050oC、2700oC，故许多耐高温部件都是由这类无机绝缘材料制成；③热稳定性好，耐候后性、耐化学性好，户外利用的绝缘子、套管具有电瓷或玻璃制成；④脆性，没有塑性变形，没有弹性，耐热性能高而一样平常耐热冲击性差；⑤加工性差；⑥产品比重大（比重-2.5以上），因而电气设备笨重。

1云 母

各种云母制品是电机、电器、电子工业不可短缺的无机耐高温材料。
利用中的云母仍旧以天然矿石为主，少量人造云母用于分外功能的场合。

天然矿石云母以白云母、金云母为主。
个中，白云母的成为是K2O3Al2O36SiO22H2O以及少量Ca、Mg、Fe等；金云母的成为是K2O6MgOAl2O36SiO22H2O以及少量Fe、Na等。
云母是云母族矿物的统称，是钾、铝、镁、铁、锂等金属的铝硅酸盐，都呈层状构造，属于单斜晶系。

云母制品种类非常丰富，紧张包括以下几类：云母带（适用做电机线圈绝缘）、云母箔（用作电机、电器卷烘式绝缘）、柔性云母板（用作电机槽绝缘和匝间绝缘）、塑性云母板（V形环、云母管和其他零件）、转向器云母板（直流电机转向器铜片间绝缘）、衬垫云母板（电机、电器的衬垫绝缘）等。

粉云母绝缘材料是大型高压电机的关键材料，国外在这一方面已经取得了足够的实际履历，并开拓了一些优秀的绝缘材料。
我国发电机主绝缘与国外前辈水平比较，还存在差距，紧张表现在绝缘厚度偏大，防晕体系掉队，研制高云母主绝缘材料及其运用工艺、减薄主绝缘厚度、降落温升、开拓高导带、防晕体系是大型发电机绝缘技能领域的主攻课题。

2玻璃和玻璃纤维

玻璃为脆性、透明的无定型物质，由多种元素氧化物构成。
含SiO2为常用的硅酸盐玻璃，用于电气和电子工程的是灯泡玻璃（铅玻璃或钾玻璃），哀求具有与钨或钼相靠近的膨胀系数；绝缘子玻璃哀求电性能好，热冲击强度好，一样平常用石英玻璃；电容器玻璃，既是介电材料又是构造材料，哀求有较高，较小tg，常用铅玻璃、钡玻璃。

几种纤维特性比较

玻璃纤维大量用于电机、电器工业，作为层压制品，带状绝缘的补强材料。
用于电工绝缘的含碱氧化物不得超过2%，是硅铝酸玻璃。
由于一价碱金属离子荷电量小，与玻璃配位网结合很不稳定，在热引发状态下很随意马虎脱落，在电场下形成较大的离子电导。
碱性金属离子还易发生松弛运动，构成离子松弛极化，使得、tg增大，因而无碱玻纤（低碱玻纤）的电性能高于高碱玻纤。

对付玻璃纤维，由于含碱玻璃在含水气的空气中易天生水溶性碱和吸水的硅酸，玻纤纤维布又具有很大的比表面，碱玻璃吸潮严重、电性能低落，因此电工玻璃纤维必须用无碱玻璃。
此外，玻璃纤维还广泛地用以代替无磁性合金铁丝、钢带等金属材料，以绑扎变压器铁芯和电子转子。

3电瓷（电工陶瓷）电瓷是指一种瓷质的电绝缘材料，具有良好的绝缘性和机器强度。
电瓷是运用于电力系统中紧张起支持和绝缘浸染的部件，有时兼做其它电气部件的容器。
因此，对其机器性能、电气性能、耐环境性能（冷热、抗腌臜、老化等）有较高的哀求。
电瓷的紧张质料是黏土、石英和长石。

电瓷身分和性能关系

陶瓷的耐电强度与构造均匀性关系密切，微量气孔是电瓷击穿强度低落的的缘故原由，长石含量增加使电瓷构造中玻璃相更多而更加致密，故耐电强度提高。
机器强度与电瓷中玻璃相有关，玻璃多则抗拉强度增加。
电瓷的导电率及介质损耗取决于长石含量，碱金属离子使玻璃相的导电性增加。

四、固体绝缘材料发展趋势

当代发电设备与输电举动步伐都朝着高电压大容量方向发展，目前国内外大电机单机容量已超过1000 MkW ，同时新技能领域的开拓，环境条件的变革，运行条件的恶劣等都对绝缘材料提出更高哀求，开拓耐高温绝缘材料、阻燃绝缘材料、环保节能绝缘材料、高介电性能，低介电损耗绝缘材料势在必行。

为了造应电气设备运行的分外环境，耐热绝缘材料得到大量运用。
目前常用的有聚酰亚胺、硅有机聚合物、聚四氟乙烯、耐高温绝缘芳纶纤维材料和二苯醚等有机绝缘材料，以及云母制品等无机耐高温绝缘材料。

阻燃性层压板和阻燃性塑料得到长足发展，但海内核电站运行的分外环境，哀求绝缘材料具有阻燃性，良好的耐辐射耐低温能力等。
对无卤阻燃EPDM等绝缘材料仍有待于进一步研究及推广运用。

随着人类对环保意识的逐步提高，减少绝缘材料在生产、加工、利用过程中的环境污染已势在必行，同时亟需采纳方法降落绝缘材料在生产、加工和利用过程中的能量花费。
研制如低温快干漆，改进工艺装备等是办理环保问题的有效方法。

固体绝缘材料作为绝缘材料中的一大类，今后需加强合成理论研究，开拓高稳定性绝缘材料，能在如辐射浸染、户外、高机器强度以及耐高温（低温）等繁芜严厉的环境中运行正常。

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