Co to jest materiał izolacyjny: klasyfikacja i jego zastosowania

Elektryczny materiał izolacyjny / materiał izolacyjny służy do blokowania przepływu prądu. Tworzy wiązania jonowe, a materiały o niskim przewodnictwie i wysokiej rezystywności są dostępne w postaci stałej, ciekłej, gazowej, jak plastik używany do wtyczek, olej izolacyjny stosowany w transformator itp. Materiały te mają bardzo dużą rezystancję, więc przepływ prądu elektrycznego wymaga niezwykle wysokiego napięcia, takiego jak kilo lub megawolty, aby przesłać do nich kilka miliamperów prądu. Izolatory są używane głównie do przechowywania, a także we wszystkich domowych i komercyjnych urządzeniach elektrycznych do izolowania przewodu od ziemi.

Co to jest materiał izolacyjny / materiał elektroizolacyjny?

Elektryczny materiał izolacyjny / materiały izolacyjne to materiały, które hamują przenoszenie ciepła, prąd elektryczny lub hałas. Wszystkie materiały izolacyjne mają ujemny współczynnik temperaturowy rezystancji i jako taka rezystywność zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury. Funkcja izolatora jest bardzo ważna, bez której żadna maszyna elektryczna nie może pracować, większość awarii w dziedzinie elektrotechniki jest spowodowana awarią izolacji. Znaczenie materiałów izolacyjnych rośnie z dnia na dzień, ponieważ na rynku dostępnych jest niezliczona liczba typów izolatorów. Dobór odpowiedniego rodzaju materiału izolacyjnego jest bardzo ważny, ponieważ żywotność sprzętu zależy od rodzaju użytego materiału.

Podstawy materiału izolacyjnego

Plik izolatory to materiały, które mają elektrony walencyjne osiem lub bliżej do ośmiu. Kiedy elektrony walencyjne mają osiem, oczywiście atom jest w stabilnym stanie i oferują bardzo wysoką rezystancję, ponieważ nie ma wolnych elektronów, również zabroniona przerwa między przewodnictwem a pasmem walencyjnym jest większa. Strukturę atomową neonu materiału izolacyjnego przedstawiono na poniższym rysunku.

Struktura atomowa neonowego materiału izolacyjnego

Jak pokazano na powyższym rysunku, atom ten ma osiem elektronów na najbardziej zewnętrznej orbicie, stąd są one stabilne i można go uznać za izolator. Struktura atomowa fluoru ma siedem elektronów na najbardziej zewnętrznej orbicie elektronu walencyjnego. Strukturę atomową fluoru materiału izolacyjnego pokazano na poniższym rysunku.

Struktura atomowa fluoru

Atomy takie jak tlen, które mają tylko sześć elektronów w elektronie walencyjnym, można je również zaklasyfikować jako izolatory, ale właściwości izolacyjne tlenu są mniejsze niż fluoru i neonu.

Struktura atomowa tlenu

Atomy mające osiem elektronów i siedem elektronów na najbardziej zewnętrznej orbicie zachowują się jak dobry izolator w porównaniu z atomami posiadającymi sześć elektronów walencyjnych.

Co to jest izolator szklany?

W wysokiej temperaturze izolatory szklane są projektowane lub wytwarzane poprzez mieszanie różnych rodzajów materiałów, w tym kwarcu i proszku wapiennego, a następnie chłodzenie w formie. Główną wadą izolatora szklanego jest to, że w porównaniu z innymi typami izolatorów zanieczyszczenia są łatwo obserwowane przez izolator szklany, a na powierzchni izolatora szklanego wilgoć można łatwo oddestylować.

Nieruchomości

Właściwości izolatora szklanego to

• Wytrzymałość dielektryczna: Przybliżona wartość wytrzymałości dielektrycznej wynosi 140 kV / cm.
• Wytrzymałość na ściskanie: Przybliżona wartość wytrzymałości na ściskanie wynosi 10 000 kg / cm².
• Wytrzymałość na rozciąganie: Przybliżona wartość wytrzymałości na rozciąganie wynosi 35 000 kg / cm².

Zalety

Zaletami izolatora szklanego są

• W porównaniu z porcelaną, w izolatorze szklanym wytrzymałość dielektryczna jest bardzo wysoka
• Wysoka rezystywność
• Wytrzymałość na rozciąganie jest wyższa niż porcelany
• Jest tańszy niż izolator porcelanowy
• Niższy koszt

Co to jest izolator polimerowy?

Polimerowy lub polimerowy izolator jest również znany jako izolator kompozytowy. Jest to lekki materiał izolacyjny o dużej wytrzymałości mechanicznej. Wadą izolatora polimerowego jest to, że jeśli istnieje jakakolwiek niepożądana szczelina między osłoną pogodową a rdzeniem, może dostać się do nich wilgoć.

Nieruchomości

Izolator polimerowy lub polimerowy ma doskonałe właściwości, takie jak hydrofobowość, lekkość i odporność na warunki atmosferyczne.

Zalety

Zalety izolatora polimerowego to

• W porównaniu z izolatorem porcelanowym i szklanym, izolator polimerowy jest bardzo lekki
• Koszt instalacji jest niski
• Wytrzymałość na rozciąganie jest wyższa niż porcelany
• Lepsza wydajność

Co to jest izolator porcelany?

Izolator porcelanowy to aluminiowo-krzemianowy materiał izolacyjny. W dzisiejszych czasach ten materiał jest używany jako izolator napowietrzny. Wadą izolatora porcelanowego jest tydzień z napięciem i słabą odpornością na wstrząsy. Porcelanę można również nazwać ceramiczną. Zastosowania tego izolatora to linie dystrybucyjne i przesyłowe, izolatory, tuleje transformatorowe, zespoły bezpiecznikowe, wtyczki i gniazda

Nieruchomości

Właściwości izolatora porcelanowego to

• Wytrzymałość dielektryczna: Przybliżona wartość wytrzymałości dielektrycznej wynosi 60 kV / cm.
• Wytrzymałość na ściskanie: Przybliżona wartość wytrzymałości na ściskanie wynosi 70 000 kg / cm².
• Wytrzymałość na rozciąganie: Przybliżona wartość wytrzymałości na rozciąganie wynosi 500 Kg / cm².

Zalety

Zalety izolatora porcelanowego to

• W porównaniu z izolatorem szklanym wytrzymałość mechaniczna izolatora porcelanowego jest bardzo wysoka
• Prąd upływu jest niski
• W mniejszym stopniu wpływa na nią temperatura
• Długie życie
• Łatwy w utrzymaniu
• Bardzo elastyczny
• Wysoce niezawodna

Właściwości materiału izolacyjnego

Wszystkie stosowane izolatory powinny nie tylko zachowywać się jak izolatory w szerokim zakresie napięcia elektrycznego, ale muszą być wytrzymałe mechanicznie. Nie powinny podlegać wpływom ciepła, atmosfery, efektów chemicznych i nie powinny ulegać deformacji w wyniku starzenia. Dlatego przed wyborem materiału izolacyjnego bardzo istotne jest poznanie różnych właściwości i ich wpływu na izolację. Różne właściwości materiałów izolacyjnych to właściwości elektryczne, właściwości wizualne, właściwości mechaniczne, termiczne i chemiczne.

Właściwości elektryczne

Właściwości elektryczne materiałów izolacyjnych są podzielone na dwa typy: rezystancja izolacji i wytrzymałość dielektryczna. Opór izolacji jest ponownie podzielony na dwa typy: rezystancja objętościowa i rezystancja powierzchniowa. Czynnikami wpływającymi na rezystancję izolacji są temperatura, starzenie się, przyłożone napięcie i wilgoć, a czynnikami wpływającymi na wytrzymałość dielektryczną są temperatura i wilgotność.

Właściwości wizualne

Wizualne właściwości materiału izolacyjnego to wygląd, kolor i jego krystaliczność.

Właściwości mechaniczne

Niektóre z właściwości mechanicznych, o które należy zadbać przy wyborze materiału izolacyjnego, to rozciąganie i ściskanie, odporność na ścieranie, rozdarcie, ścinanie i uderzenia, lepkość, porowatość, rozpuszczalność, wchłanianie wilgoci oraz skrawalność i formowalność.

Właściwości termiczne

Właściwości termiczne materiału izolacyjnego to temperatura topnienia, wypływ, lotność, przewodność cieplna, rozszerzalność cieplna i odporność na ciepło.

Właściwości chemiczne

Różne właściwości chemiczne materiału izolacyjnego to odporność na zewnętrzne wpływy chemiczne, wpływ na inne materiały, zmiany chemiczne w materiale, higroskopijność i starzenie.

Klasyfikacja materiału izolacyjnego

Klasyfikacja materiału izolacyjnego opiera się na klasyfikacji termicznej, fizycznej, strukturalnej, chemicznej oraz procesie produkcji.

Klasyfikacja termiczna

Termicznie izolatory są podzielone na siedem typów lub siedem klas: klasa Y, klasa A, klasa E, klasa B, klasa F, klasa H i klasa C.

Z klasą

Temperatura ograniczenia klasy Y wynosi 900 C, a materiały klasy Y to bawełna, papier, jedwab i podobne materiały organiczne.

Klasa A

Temperatura ograniczenia klasy A wynosi 1050 C, a materiały należące do klasy A to papier impregnowany, jedwab, poliamid, bawełna i żywice.

Klasa E

Temperatura ograniczenia klasy E wynosi 1200 C, a materiały zaliczane są do klasy E to emaliowana izolacja przewodów na bazie sproszkowanych tworzyw sztucznych, żywic poliwinylowo-epoksydowych itp.

Klasa B

Temperatura ograniczenia klasy B wynosi 1300 C, a materiały należą do klasy B to materiały nieorganiczne impregnowane lakierem.

Klasa F

Temperatura graniczna dla klasy F wynosi 1550 C, a materiały zaliczane do klasy F to mika, poliestrowo-epoksydowy lakierowany w wysokiej odporności termicznej.

Klasa-H

Temperatura ograniczenia klasy H wynosi 1800 C, a materiały należą do klasy H to materiały kompozytowe na mice, szkle, włóknie itp.

Klasa C

Temperatura ograniczenia klasy C wynosi> 1800 C, a materiały należą do klasy C to szkło, mika, kwarc, ceramika, teflon itp.

Fizyczna klasyfikacja materiału izolacyjnego

Fizyczna klasyfikacja materiału izolacyjnego dzieli się na trzy rodzaje: ciało stałe, ciecz i gaz. Fizyczną klasyfikację izolatorów przedstawiono na poniższym rysunku.

Fizyczna klasyfikacja materiałów izolacyjnych

Stałe materiały izolacyjne są włókniste, ceramiczne, mikowe, szklane, gumowe i żywiczne. Ciekłe materiały izolacyjne to oleje mineralne, oleje syntetyczne, oleje transformatorowe i różne oleje. Gazowe materiały izolacyjne to powietrze, wodór, azot i sześciofluorek siarki.

Klasyfikacja strukturalna

Klasyfikacja strukturalna materiału izolacyjnego dzieli się na dwa typy: celulozowy i włóknisty.

Klasyfikacja chemiczna

Klasyfikacja chemiczna materiału izolacyjnego dzieli się na dwa typy: organiczne i nieorganiczne.

Proces produkcji

Proces produkcji dzieli się na dwa typy: naturalne i syntetyczne.

Niektóre z materiałów izolacyjnych to włókno szklane, wełna mineralna, celuloza, włókna naturalne, polistyren, poliizocyjanurat, poliuretan, okładziny izolacyjne, pianka fenolowa, pianka mocznikowo-formaldehydowa itp.

Zastosowania Materiał izolujący

Zastosowania materiału izolacyjnego to

• Kabel i linie przesyłowe
• Systemy elektroniczne
• Systemy energetyczne
• Domowe urządzenia przenośne
• Taśma izolacyjna do kabli elektrycznych
• Sprzęt ochrony osobistej
• Elektryczne dywaniki gumowe

FAQs

1). Jakie są powszechne materiały izolacyjne?

Niektóre z popularnych materiałów izolacyjnych, takich jak ceramika, szkło, teflon, silikon itp.

2). Jakie materiały są używane do izolacji przewodów?

Niektóre z najlepszych dobrych materiałów elektroizolacyjnych to szkło, papier, teflon, PCV, lakier i guma.

3). Jakie są powszechne materiały izolacyjne?

Powszechnymi materiałami termoizolacyjnymi są wełna mineralna, włókno szklane, polistyren, celuloza, pianka poliuretanowa itp.

4). Jakie są zastosowania materiałów izolacyjnych?

Zastosowania materiału izolacyjnego to elektryczne maty gumowe, układy energetyczne i elektroniczne, kable i linie przesyłowe itp.

5). Jakie jest znaczenie materiałów izolacyjnych?

Wybór odpowiedniego rodzaju materiału izolacyjnego jest bardzo ważny, ponieważ żywotność sprzętu zależy od rodzaju użytego materiału.

W tym artykule, jakie są materiały izolacyjne / materiały elektroizolacyjne , klasyfikacja materiałów izolacyjnych, zastosowania, zalety i właściwości izolacji szklanej, izolatora porcelanowego i polimerowego lub polimerowego, omówiono właściwości materiałów izolacyjnych. Oto pytanie do Ciebie, jakiego rodzaju materiały izolacyjne są używane w domu?