絕緣材料的種類及用途

一、概述：絕緣是用絕緣物把帶電體封閉起來。良好的絕緣是保證設備和線路正常運行的必要條件，也是防止觸電事故發生的重要措施。電氣設備的絕緣只有在遭到破壞時才可能被除去。設備或線路的絕緣必須與所采用的電壓相符合，必須與周圍環境和運行條件相適應。

二、分類：絕緣材料一般指電阻率在 10Ω·m 以上的材料，可分為氣體絕緣、液體絕緣和固體絕緣三種絕緣材料。

1、氣體絕緣材料

電氣設備的絕緣結構應用空氣或其他氣體作為絕緣介質，如線路的線間絕緣、電器的電氣間隙等。空氣在正常狀態下是良好的絕緣介質，但其擊穿電壓與大多數液體及固體介質相比是不高的。為了提高擊穿電壓使氣體絕緣性能提高，其一是采用高真空，空氣稀薄時帶電粒子也少，空氣中電子與粒子碰撞機會也減少，據此，真空開關已廣泛應用于 10kV 系統中；其二是采用高耐電強度氣體，如六氟化硫（SF6），六氟化硫氣體常溫下不活潑、不燃、無臭味、無毒，500℃ 時不分解，液化溫度也較低，擊穿電壓是空氣的 2.5倍，具有良好的絕緣和滅弧性能，現已應用于 220kV 及以上電壓等級的高壓斷路器中。

2、液體絕緣材料

   常用的液體絕緣材料有變壓器油、電容器油和電纜油。變壓器油的介電強度為 16 ～ 21kV /mm （20℃ 時），主要用于變壓器及油開關的絕緣和散熱；電容器油的介電強度為 20 ～ 23kV /mm （20℃ 時），主要用于電容器的絕緣、散熱及儲能；電纜油中的高壓充油介電強度≥20kV /mm （20℃ ），用于高壓電纜，35kV 油介電強度為 14 ～ 16kV /mm （20℃ ），用于低壓電纜。

絕緣油在儲存、運輸和運行使用過程中必須防止污染、老化，以保證設備安全運行，延長設備的檢修周期。防止油的老化一般可采用加強散熱以降低油溫、用氮或薄膜使變壓器油與空氣隔絕、添加抗氧化劑、防止日光照射、采用熱虹吸過濾器使變壓器油再生等措施；除此之外，還必須經常檢查充油電氣設備的溫升、油面高度及油的表面張力、閃點、酸值、擊穿強度和介質損耗正切值等。

若油面下降，則需補充油液。補充油的主要理化指標（如凝固點、黏度、閃點等）應與設備中的原油液相同或接近，以保證兩者混合后的安定度合格。未經處理的運行使用的油不能與變壓器油混合使用。運行油的質量應符合國家標準的規定要求。

3、固體絕緣材料

它是應用zui廣泛的絕緣材料，包括無機絕緣材料，如云母、瓷件、石棉等；有機絕緣材料，如棉紗、紙、橡膠等；混合絕緣材料，如絕緣壓塑料、絕緣薄膜、復合材料等。

固體絕緣材料的損傷主要是電擊穿和熱擊穿。在均勻電場中，固體絕緣材料的擊穿電壓與絕緣物的厚度成正比。機械損傷會使絕緣物變薄而易被擊穿，化學腐蝕則使絕緣物變質使厚度減少。熱擊穿往往是在電壓作用很長時間后發生。長時間承受電壓，通過電流溫度升高，使絕緣材料絕緣性能下降以致擊穿。幾種常用固體絕緣材料的介電強度見表 1。

表 1 幾種常用固體絕緣材料的介電強度

單位：kV /mm

為保證電氣設備的絕緣性能可靠，將絕緣材料按其在正常運行條件下的zui高允許工作溫度進行統一的耐熱分級，稱為絕緣材料的耐熱等級。絕緣材料的耐熱等級見表 2

表 2 絕緣材料的耐熱等級耐熱等級