Vật liệu điện - Chương 5 pdf

Giáo trình Vật liệu điện http://www.ebook.edu.vn Biên soạn: Đỗ Nh Trởng 30 Chơng V: Vật liệu cách điện I. Vật liệu cách điện thể khí 1. Không khí: Không khí đợc sử dụng rất rộng ri để làm cách điện trong các thiết bị điện, hoặc phối hợp với chất cách điện rắn và lỏng nh không khí xung quanh các sứ cách điện, không khí trên mặt lớp dầu MBA không khí là chất cách điện chủ yếu giữa các đờng dây trên không. Nh ta đ biết không khí ở trạng thái trung tính có tính chất cách điện rất tốt. Không khí ở trạng thái tự nhiên, do tác dụng của các nhân tố ion hoá bên ngoài làm sản sinh ra trong không khí các điện tích tự do nên cách điện kém. Cờng độ cách điện của không khí sẽ tăng nếu chân không của không khí cao, không khí có u điểm lớn là giá thành rất thấp nhng khi bị oxy hoá lại tạo thanh ôzôn, õxyt những chất này làm ăn mòn rất mạnh những bộ phận bằng kim loại của thiết bị điện và oxy hoá chác chất cách điện hữu cơ làm cho tính chách điện của chúng giảm dần. 2. Khí Êlêgazơ (SP6) và Frêon (CCL2F2): Êlêgazơ và Frêon là hai chất cách điện khí đợc ding nhiều nhất, đặtc biệt là trong các thiết bị Xquang, trong tụ điện nh nhau và bằng 2.5 lần cờng độ cách điện của không khí. Chúng còn là những khí trơ, có tính ổn định hoá học cao, nhng khi bị ion hoá thì sinh ra một ít chất hoá học có tác dụng ăn mòn kim loại. Nhiệt độ hoá lỏng của chúng thấp nên cho phép sử dụng chúng ở áp suất cao (20at đối với Êlêgazơ và 6at đối với Frêon). ở áp suất cao thì cờng độ cách điện của chúng đợc tăng lên rất nhiều. - Nhợc điểm: giá thành rất cao. 3. Khí Hyđrô (H 2 ) Khí Hyđrô rất nhẹ và có hệ số tản nhiệt lớn nên hay đợc dùng để làm lạnh máy điện thay cho không khí, mặt khác dùng Hyđrô để làm lạnh sẽ giả đợc tổn hao công suất do ma sát giữ rôto với khí (vì tổn hao này tỷ lệ với mật độ của khí) và do đó nâng cao đợc hiệu suất của máy điện. Giáo trình Vật liệu điện http://www.ebook.edu.vn Biên soạn: Đỗ Nh Trởng 31 Ngoài ra khi dùng khí Hyđrô để làm lạnh máy điện, vì không có oxy nên sẽ làm giả tốc độ già cỗi của vật liệu cách điện hữu cơ và khử đợc sự cố chát cuộn gây khi có ngắn mạch bên trong máy điện. Nhợc điểm của việc sử dụng khí Hyđrô để làm lạnh máy điện là phải bọc kín máy điện, phải giữ cho áp suất của khí Hyđrô trong áy điện cao hơn áp suất khí quyển để cho không khí không lọt vào chống chát nổ gây ra tai nạn. II. Vật liệu cách điện thể lỏng ( Dầu mỏ cách điện và điện môi lỏng tổng h ợp) 1. Dầu mỏ cách điện Dầu mỏ cách điện là vật liệu cách điện hữu cơ thờng dùng Dầu mỏ đợc lấy từ mỏ dầu sau khi qua các biện pháp lọc khử nớc, bùn và các biện pháp tinh luyện tơng đối phức tạp thì sữ đợc một loại dầu tốt và có nhiều công dụng trong lĩnh vực kỹ thuật điện và công nghệ điện. Thành phần củ yếu của dầu mỏ là các nguyên tố cácbon (C) và Hyđrô (H 2 ). C chiếm 85 ữ 87%, H 2 chiếm 11 ữ 14% ngoài ra còn có một số chất khác. * Dầu MBA a) Công dụng: Dầu MBA đợc ding trong MBA với mục đích: Lấp kín các lỗ xốp của vật liệu cách điện sợi, lấp kín các khoảng trống giữa các cuộn dây với vỏ để là tăng khả năng cách điện của các vật liệu đó. Làm lạnh các cuộn dây và lõi từ của MBA. ở trong các máy điện, dầu MBA có tác dụng dập tắt hồ quang khi cắt điện. Khi có hồ quang Dầu MBA sẽ bị phân hoá thành khí Mêtan, hyđrô với áp lực cao thổi tắt hồ quang. b) Các đặc tính quan trọng của Dầu MBA - Độ nhớt: Độ nhớt của Dầu MBA đợc quy định: = 1.8 E (độ lingler) Nếu độ nhớt quá lớn thì tác dụng làm lạnh sẽ kém. - Điểm chợp cháy: Đối với Dầu MBA đợc quy định là +135 0 C (điểm cháy là +165 0 C). - Tổn hao điện môi: Với tần số 50 Hz thì: ở 20 0 quy định tg <0.003 ở 70 0 quy định tg <0.025 - Cờng độ cách điện: Là một đặc tính rất quan trọng của dầu MBA, cờng độ cách điện của dầu phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh nớc, tạp chất, nhiệt độ, áp suất Giáo trình Vật liệu điện http://www.ebook.edu.vn Biên soạn: Đỗ Nh Trởng 32 Tiêu chuẩn về cờng độ cách điện của Dầu MBA theo bảng sau: Cờng độ cách điện KV/2.5mm (Không nhỏ hơn) Cấp điện áp (KV) Dầu mới Dầu cũ 6 25 20 10 ữ 35 30 25 110 ữ 220 40 35 330; cao hơn 50 45 c) Sự già cỗi của dầu BMA Trong quá trình vận hành dầu thờng bị xấu đi, chất lợng của dầu thờng bị giả dần, đó là sự già cỗi của dầu. Khi dầu bị già cỗi thì trong dầu hình thành nhiều keo nhựa, hắc ín làm cho dầu có màu tối và đặc. Sự tản nhiệt của dầu kém. độ axit của dầu càng tăng lên và tính chất cách điện của dầu bị giảm. Tôc độ già cỗi của dầu sẽ tăng nhanh khi: Có tạp chất trong dầu do quá trình tinh luyện không khử hết hoặc trong quá trình vận hành để lọt vào. Dầu bị oxy hoá, trong dầu có cácbua nên khi tiếp xúc với khôngkhí nhất là tiếp xúc với ozon sẽ bị oxy hoá mạnh. Quá trình oxy hoá đợc đẩy mạnh khi dầu ở nhiệt độ cao. Có các phản ứng hoá học khi dầu tiếp xúc với kim loai Cu, Fe, Pb và vài chất khác có tác dụng nh chất xúc tác của sự già cỗi. Dầu chịu tác dụng của ánh sáng. d) Tái sinh dầu MBA Khi dầu bị già cỗi, muốn sử dụng lại đợc phải tái sinh lại dầu nghĩa là phải khử các sản phẩm làm dầu bị già cỗi, khôi phục lại các tính chất ban đầu, khôi phục lại các tính chất ban đầu của dầu bằng các phơng pháp lọc. * Khử tạp chất bằng phơng pháp lọc: Dùng máy đun: Đem dầu đun lên đến 100 0 C, nớc sẽ bị bốc hơi bay ra, phơng pháp này chỉ khử đợc nớc và thờng ding ở những trạ phát điện nhỏ cha có thiết bị hoàn thiện. Dùng máy ly tâm: Máy này làm cho dầu quay với tốc độ lớn (6000 ữ 10000 vòng/phút). Dới tác dụng của lực ly tâm các tạp chất cơ giới sẽ văng ra. Giáo trình Vật liệu điện http://www.ebook.edu.vn Biên soạn: Đỗ Nh Trởng 33 Phơng pháp này làm sạch nhanh nhất là với máy ly tâm chân không, trong quá trình lọc không khí không lọt vào đợc nên không bị oxy hoá. Dùng máy lọc ép: Dùng máy bơm để ép dầu đi qua các lớp giấy lọc, tạp chất sẽ bị các lớp giấy lọc giữ lại. Phơng pháp này có thể lọc đợc cả nớc và tạp chất rắn và lọc đợc cả những hạt bụi rất nhỏ, nhng khi lọc các thớ của giấy lọc có thể rơi vào dầu. Do đó thờng dùng phối hợp cả hai phơng pháp dùng máy ly tâm và máy lọc ép sẽ đạt kết quả tốt. * Khử tạp chất bằng phơng pháp hấp thụ: Phơng pháp hấp thụ là phơng pháp dùng các hỗn hợp hoặc các chất hấp thụ để hết các tạp chất hoà tan trong dầu. Ngời ta có thể tiến hành hấp thụ các hoạt chất hoà tan trong dầu bằng các biện pháp sau: Hấp thụ tiếp xúc: Trớc hết đun nóng dầu để làm giảm độ nhớt của dầu, sau đó khuấy trộn dầu với các hợp chất hấp thụ đ nghiền nhỏ, các hỗn hợp hấp thụ tiếp xúc với dầu hút tạp chất và lắng xuống. Hấp thụ thấm lọc: Cho dầu đ đun nóng qua một lớp hỗn hợp hấp thụ dầy, tạp chất sẽ bị lớp hấp thụ giữ lại. Hấp thụ thờng xuyên: Phơng pháp này ding ở những MBA có công suất lớn. Trong quá trình vận hành thì dầu nóng nên lu thông qua chất hấp thụ, phơng pháp này hạn chế sự già cỗi của dầu. Chú ý: Trong phơng pháp hấp thụ này muốn khử đợc các tạp chất hoà tan trong dầu thì phải lọc và khử hết các tạp chất cơ giới. 2. Điện môi lỏng tổng hợp Đối với các loại dầu mỏ có những u điểm là: Rẻ tiền, sản xuất đợc nhiều, nếu làm sạch tốt thì tổn hao tg bé và cờng độ cách điện cao. Nhng khuyết điểm của dầu mỏ là dễ chát, dễ nổ, ít ổn định hoá học khi có nhiệt độ cao và khi tiếp xúc với không khí, hệ số điện môi bé, phạm vi làm việc bị gới hạn bởi nhiệt đọ gây nên sự già cỗi và khi có điện trờng tác dụng. Vì vậy ngời ta đ nghiên cứu các loại dầu tổng hợp có một số đặc tính tốt hơn dầu mỏ. Nguyên tắc để tạo ra dầu tổng hợp là sự clo hoá các loại cácbua hyđrô. 2.1. Dầu Xôvôn C 12 H 5 Cl 5 : Thay 5 nguyên tử Hyđrô trong cacbuahyđrô diphenyl C 12 H 5 bằng 5 nguyên tử Clo. Giáo trình Vật liệu điện http://www.ebook.edu.vn Biên soạn: Đỗ Nh Trởng 34 Dầu Xôvôn là một chất lỏng, có đặc tính nhiệt là làm việc ở nhiệt dộ cao hơn so với dầu MBA và dầu Xôvôn trong suốt không màu. Trong điện trờng lớn, dầu Xôvôn ổn định hơn dầu mỏ và không bị cháy. Nhng nhợc điểm của dầu Xôvôn là: Độ nhớt lớn, và làm lạnh kém và đắt hơn dầu mỏ nhiều nên ít dùng trong MBA. Công dụng: Dùng tẩm giấy các tụ điện dùng trong động học. 2.2. Dầu xốp tôn (C 6 H 3 Cl 3 ) Do sự Clo hoá Benzen (C 6 H 6 ) mà ta có. Thay 3 nguyên tử Hyđrô bằng 3 nguyên tử Clo ngời ta đợc dầu Xốptôn, dầu này không cháy nhng không ding đợc trong máy cắt điện vì chúng sinh nhiều cặn và ăn mòn kim loại, mặt khac chúng là chất độc đối với ngời nên cần chú ý khi sử dụng. Ngoài các loại dầu mỏ và dầu tổng hợp thờng gặp nói trên thì còn có một số loại dầu thực vật lấy từ hạy của một số cây nh: Dầu gai, dầu thầu dầu 3. Dầu gai và dầu thầu dầu: 3.1. Dầu gai (dầu khô) Khi chịu tác dụng của nhiệt, ánh sáng và khi tiếp xúc với không khí thì dầu khô lại và trở thành một lớp rắn gắn chặt vào các chi tiết khác và nó có cờng độ cách điện cao, lớp dầu khô chịu đợc cả tác dụng củ dầu mỏ ngay cả khi ở nhiệt độ cao nhng ít chịu đợc tác dụng của cácbua thơm nh Benzen. 3.2. Dầu thực vật Dầu này khô rất chậm. Hoặc không khô nên không có sự gia công hoá học. Vì vậy nó đợc dùng làm điện môi lỏng (tẩm giấy tụ điện). Dầu thầu dầu không hoà tan trong Benzen, ét xăng, rợu etylen. ở 20 0 độ bền là 15 ữ 20 Kv/mm; tg = 0.01 ữ 0.03; = 4 ữ 4.5. III. Vật liệu cách điện rắn hữu cơ 1. Nhựa cách điện Nhựa là một nhóm vật liệu có gốc khác nhau và tính chất phụ thuộc vào thành phần hoá học của chúng. Nhựa là một hỗn hợp phức tạp của các loại cao phân tử hữu cơ có độ trùng hợp khác nhau. Giáo trình Vật liệu điện http://www.ebook.edu.vn Biên soạn: Đỗ Nh Trởng 35 ở nhiệt độ thấp, nhựa là một khối vô định hình, có dạng thuỷ tinh và hơi dòn. ở nhiệt độ cao và nếu giữ nhiệt độ trong thời gian dài thì bị mềm, dẻo và nếu ở nhiệt độ cao hơn nữa thì hoá lỏng. Nhựa dùng trong kỹ thuật điện (KTĐ) là loại không hoà tan trong nớc, ít hút ẩm nhng dễ hoà tan trong các dung môi hữu cơ tơng ứng. Nhựa có tính chất dính, khi chuyển từ trạng thái lỏng sang rắn thì bám chặt vào vật liệu mà nó tiếp xúc. Nhựa trong KTĐ đợc dùng nhiều dể chế tạo sơn, hỗn hợ cách điện, kéo thành sợi. Tuỳ theo nguồn gốc mà ta có thể chia nhựa ra làm hai loại: - Nhựa thiên nhiên (nhựa tự nhiên) - Nhựa nhân tạo. 1.1. Nhựa thiên nhiên Là nhựa có nguồn gốc từ động vật hay thực vật. a) Nhựa cánh kiến Là một loại nhựa do một loại côn trùng sống ở vùng nhiệt đới (Đông nam á) sinh ra. Nó là nhữn vẩy mỏng, dòn, màu nâu hay hơi đỏ. Thành phần cơ bản của cánh kiến là các axit hữu cơ có kết cấu phức tạp, dễ tan trong rợu nhng không hoà tan trong Cacbua hyđrô. Các đặc tính điện của cánh kiến nh sau: Điện trở suất = 10 15 ữ 10 16 cm; = 3.5; tg = 0.01; E CT = 20 ữ 30 KV/mm. ở nhiệt độ 50 ữ 60 0 C thì dẻo, dễ uốn, trên 60 0 C thì mềm và chảy. Nhng nếu tiếp tục nung nóng nữa thì nó dẽ động lại vf mất tính chất hoà tan. Cánh kiến trong lĩnh vực cách điện đợc dùng để chế tạo sơn dầu đặc biệt là dùng để chế tạo micanít. b) Nhựa thông Là loại nhựa dòn có màu vàng hay nâu đen, đợc chế tạo bằng cách chng cắt dầu thông. Thành phần cơ bản của nhựa thông là axit hữu cơ. Nhựa thông có thể hoà tan trong nhiều dung môi nh dầu mỏ nhất là khi đun nóng các loại Cacbua hyđrô, rợu, dầu thảo mộc Đặc tính của nhựa thông: = 10 14 ữ 10 15 cm; E CT = 10 ữ 15 KV/mm. Giáo trình Vật liệu điện http://www.ebook.edu.vn Biên soạn: Đỗ Nh Trởng 36 Vì loại vật liệu có đặc tính nên trị số và tg của nó phụ thuộc vào t 0 . Nhiệt độ mềm của nhựa thông khoảng 50 ữ 70 0 C Công dụng: Nhựa thông pha với dầu mỏ đê tạo ra hỗn hợp dùng để tẩm và ngâm cáp, dùng làm sơn dầu cách điện. 1.2. Nhựa nhân tạo a) Nhựa có tổn hao điện môi bé (nhựa trung tính) Bao gồm những vật liệu trùng hợp có những tính chất sau: tg bé Thuộc loại dẻo, độ mềm phụ thuộc vào kết cấu và mật độ phân tử của chúng. ít hút ẩm. Đàn hồi Chịu đợc tác dụng của axit, bazơ. Nhờ đặc tính tổn hao điện môi bé nên các loại vật liệu này đợc dùng nhiều trong kỹ thuật cao tần nh dùng làm cách điện của cáp cao tần, của các thiết bị vô tuyến truyền hình, vô tuyến định vị, cáp thông tin, gần đây một số loại đ đợc dùng làm cách điện của cáp điện lực (nh polyetylen) hoặc dùng làm hỗn hợp cách điện, dạng keo, sơn (nh polyezô, butylen, polystyrôn). * Nhựa Polyetylen: Dẻo, dễ uốn ở nhiệt độ thấp, chịu đợc tác dụng của axit, bazơ. Có công dụng: Vì nó có tổn hao nhỏ do đó đợc dùng trong cách điện cáp cao tần. * Nhựa Polyezo butylen: Giống ca su, rất dính, có tính chịu lạnh tốt, ở nhiệt độ (0 ữ 80 0 C) nó vẫn dẻo, có độ bền hoá học, độ hút ẩm nhỏ, khi làm cách điện ngời ta tăng thêm một số chất để nó cứng hơn và dùng để bọc cáp cao tần, để chế tạo hỗn hợp cách điện và keo, ngoài ra gần đây còn dùng để bọc cáp thay chì và nhôm. * Nhựa Poly styron. Là một loại nhựa trong suốt gần giống thuỷ tinh, ở nhiệt độ thấp thì khá dòn và chịu nhiệt độ kém, hút ẩm ít, đợc dùng làm điện môi trong kỹ thuật cao tần và siêu cao tần, làm vỏ bọc các cuộn dây. b) Nhựa có tổn hao điện môi lớn (nhựa cực tính) Có kết cấu cực tính. Cờng độ cách điện thấp hơn so với loại trung tính. Giáo trình Vật liệu điện http://www.ebook.edu.vn Biên soạn: Đỗ Nh Trởng 37 tg lớn. * Polyelovinit: Dùng làm cách điện của dây điện thoại, day dẫn, làm vỏ bọc cáp, bỏ bình ắc quy, chế tạo sơn. * Polymetyl meterilat: Trong suốt không có màu nên có khi còn gọi là thuỷ tinh hữu cơ, dùng trong công nghiệp chế tạo máy bay. Trong kỹ thuật điện nhờ tính linh hoạt khi tiếp xúc với hồ quang loại này sinh ra nhiều loại khí nh: CO; H 2 , SO 2 có thể dập tắt hồ quang nên đợc dùng để chế tạo các thiết bị chống sét và các thiết bị cần dập hồ quang khác. * Nhựa Fenol Fomandehit Tuỳ theo hàm lợng Fenol Fomandehit mà ta có Bakenit hoặ Novolắc. Bakenit đợc dùng để tẩm gỗ và chế tạo các chất dẻo, vải tẩm nhựavà giấy. Novolắc: thờng dùng để chế tạo các chất dẻo. * Epocxit: Thờng dùng để chế tạo hỗn hợp cách điện tạo sơn keo và các loại chất dẻo. 1.3. Bitum Bitum là một loại vạt liệu thuộc nhóm vô định hình có cực tính, thành phần của nó gồm có Cacbua hyđrô, oxy và lu huỳnh. Bitum có màu nâu hoặc đen, ở nhiệt độ thấp thì dòn, khi vỡ có hình xoắn ốc, rất ít hút ẩm, không hoà tan trong nớc và rợu nhng hoà tan trong dầu. Tuỳ theo nguồn gốc mà ngời ta chia Bitum làm hai loại: Loại tự nhiên gọi là Alfan: loại này thờng có những tạp chất khoáng sản. Loại nhân tạo: Đợc chng cất từ dầu mỏ mà có thể dùng để chế tạo hỗn hợp cách điện, dùng để sơn, tẩm. 2. Vật liệu sợi Vật liệu sợi đợc dùng nhiều trong lĩnh vực KTĐ và vô tuyến điện. Vật liệu sợi đợc chia ra làm hai nhóm: Vật liệu sợi hữu cơ Vật liệu sợi vô cơ nh amiăng, sợi thuỷ tinh. * Vật liệu sợi hữu cơ Nguyên liệu là các loại thực vật nh gỗ, giấy bông, sợi; động vật nh tơi tằm, gần đây ngời ta còn dùng vật liệu sợi có gốc là vật liệu tổng hợp. Giáo trình Vật liệu điện http://www.ebook.edu.vn Biên soạn: Đỗ Nh Trởng 38 Đặc điểm của vật liệu sợi hữu cơ là rất xốp, hút ẩm mạnh nên tính chất điện không cao. Để nâng cao cờng độ cách điện thì phải dùng biện pháp sấy và tẩm, biện pháp này không hoàn toàn làm mất đặc tính hút ẩm và các lỗ nhỏ trong vật liệu rất bé thờng khoảng 10 -8 cm, do đó sơn và prafin không lấp đợc hết các lỗ đó nên nớc vẫn lọt vào đợc. Tuy vậy biện pháp tẩm còn có tác dụng nâng cao tính dẫn nhiệt và giả khả năng ion hoá không khí trong lỗ xốp và nâng cao đợc độ bền cơ giới của vật liệu. Sau đây ta xét một số loại vật liều sợi thờng dùng: 2.1. Gỗ Đặc điểm riêng của nó phụ thuộc vào các yếu tố là tuổi thọ, loại gỗ, vị trí nơi mọc, gỗ có độ bền cơ giới cao, ứng suất kéo k = (700 ữ 1300 kg/cm 2 ) - Nhợc điểm: hút ẩm mạnh nên cờng độ cách điện giảm và làm cho gỗ dễ cong, dễ mục và dễ cháy. Để nâng cao cờng độ cách điện của dỗ ngời ta thờng sơn tẩm gỗ bằng prafin hoặc dầu gai. Sau khi sơn tẩm thì tính hút ẩm giảm, cờng độ cách điện tăng và chống mục. Công dụng: Chế tạo các tay cầm của bộ phận truyền động trong dao cách ly và máy cắt dầu, làm giá đỡ cho các chi tiết dùng để chêm trong MBA và máy phát điện 2.2. Giấy Là loại vật liệu có sợi ngắn, thành phần chủ yếu là Xenlulo. Muốn lấy Xenlulo thuần tuý từ trong gỗ ra để làm giấy cách điện phải qua phản ứng hoá học với bazơ để khử tạp chất làm giảm tính dẫn điện của giấy. Các loại giấy cách điện gồm có: + Giấy cáp: Loại này thờng có độ dày 0,08; 0,12; 0,77, và đợc dùng làm cách điện trong cáp điện lực, cáp kiểm tra, giấy cáp có các đặc điểm sau: - Sức bền cơ giới cao (dai xoắn không rách) - Cờng độ cách điện lúc cha tẩm khoảng 8 ữ 10Kv/mm. Sau khi tẩm bằng hỗ hợp dầu, nhựa thông thì đạt tới 70 ữ 80 Kv/mm. + Giấy tụ điện: Dùng để làm điện môi trong tụ điện giấy, có chiều dày 0,002 ữ 0,007mm, cờng độ chọc thủng cách điện lúc cha tẩm 35 ữ 40 Kv/mm. Để tụ điện đợc an toàn với cờng độ điện trờng cao thì giấy tụ điện phải rất đồng nhất và không có tạp chất. Giá thành loại giấy này rất cao. Giáo trình Vật liệu điện http://www.ebook.edu.vn Biên soạn: Đỗ Nh Trởng 39 2.3. Cát tông Dùng trong KTĐ và đợc chế tạo từ sợi thực vật nh giấy nhng có độ dày lớn và có hai loại nh sau: Loại dùng trong dầu: có cấu trúc xốp, mềm hơn, dùng chủ yếu trong MBA, có độ dày 2,5 ữ 3mm và có cờng độ chọc thủng cách điện E CT > 7,5 Kv/mm. 2.4. Vật liệu dệt Dùng trong cách điện có gốc là Xenlulo, có độ bền hơn giấy, khi độ ẩm tăng thì cờng độ cách điện giảm nhanh hơn giấy (vì có rất nhiều lỗ nhỏ). Vật liệu dệt bao gồm những loại sau: a) Bó sợi (do nhiều sợi vải se lại) Sợi dùng chế tạo bó sợi co sthể là sợi thực vật nh bông, sợi động vật nh tơ tằm hoặc các sợi tổng hợp. Loại này thờng dùng cách điện cho dây dẫn. b) Băng vải Thờng dùng dới dạng tẩm sơn và đợc dùng để cách điện chủ yếu trong các máy điện và chống va chạm cơ giới cho cuộn dây máy điện. c) Tơ tự nhiên và tơ nhân tạo - Tơ tự nhiên lấy từ kén tằm, sợi tơ có đờng kính hiệu dụng 0,01 ữ 0,015 mm, với tơ này thì lớp cách điện sẽ mỏng hơn vải, chịu đợc tác dụng của ẩm, cờng độ cơ giới cao và đẹp hơn vải nhng vì đắt tiền nên rất ít dùng. - Tơ nhân tạo: Gồm có tơ Visco và tơ Axetat: loại này dễ dàng hoà tan trong các dung môi thích hợp, tơ Visco có tính chất điện kém hơn cả vải, còn tơ Axetat thì lại tốt hơn cả tơ tự nhiên. d) Vải sơn: Dùng làm cách điện đợc chế tạo từ vải bông hay bằng lụa đ đợc tẩm bằng sơn dầu hay sơn bitum. Vải có tác dụng vè sức bền còn sơn thì nâng cao cờng độ chọc thủng cách điện. - Nếu dùng sơn dầu thì vải sơn có: E CT = 30 Kv/mm (sợi bông) E CT = 50 KV/mm (đối với sợi tơ) Nếu tẩm bằng sơn Bitum thì E CT = 70 ữ 90Kv/mm vải. 3. Cao su Đặc điểm: Cao su có tầm quan trọng trong lĩnh vực KTĐ và đời sống, có tính đàn hồi rất cao, ít thấm nớc. [...]... nhau trong thiết bị điện để nâng cao điện áp phóng điện Tăng khả năng cần nhiệt v tăng khả năng chống ẩm Biên soạn: Đỗ Nh Trởng 42 Giáo trình Vật liệu điện http://www.ebook.edu.vn V Vật liệu cách điện rắn vô cơ thUỷ tinh vật liệu gốm mi ca Vật liệu cách điện (VLCĐ) rắn vô cơ gồm có: Gốm, thuỷ tinh, mica VLCĐ rắn vô cơ có một vị trí quan trọng trong công nghiệp điện v vô tuyến điện VLCĐ rắn vô cơ... Nh Trởng 41 Giáo trình Vật liệu điện http://www.ebook.edu.vn ở nhiệt độ cao dễ bị ôxy hoá, không ho tan trong nớc v rợu, nhng ho tan tan cacbua hyđrô lỏng v đợc dùng dể tẩm giấy tụ điện, cáp v một số vật liệu Xenlulô 1.2 Xêrêzin Thuộc loại vật liệu trung tính có kết cấu tinh thể, ở nhiệt độ nóng chảy l 750 C, có trị số điện trở suất lớn hơn điện trở suất của Parafin, có hệ số điện môi ít phụ thuộc... trong máy điện, MBA đê cách điện v chống ăn mòn Sơn men bán dẫn: Đợc dùng trong các bộ dây của máy điện có điện áp cao nhằm l m cho điện trờng phân bố đều hơn dọc bó dây nhất l những chỗ bẻ góc của các bối dây 3 Sơn dán Dùng để dán các vật liệu cách điện rắn với nhau (nh khi chế tạo micanit) hoặc dán vật cách điện rắn với kim loại Sơn n y có tính chất cách điện cao, hút ẩm ít c có độ dính cao V điện môi... L m cách điện trong các v nh góp điện v l m điện môi trong các tụ điện, l m cách điện cho các máy điện có công suất lớn v điện áp cao b) Mica Flôgpít (Mica hổ phách) Tth nh phần hoá học (K2O.6MgO.Al2O3.6SiO2.2H2O) Có m u đen hay đen nâu, đặc tính về điện thấp hơn so với loại trên, điện trở suất = 1013 ữ 1014cm, tg = 50 0.1 0-4 ; Tính chịu nhiệt cao hơn hai loại trên nên thờng dùng l m cách điện trong... 6000 kg/cm2; N = 350 ữ 50 0 kg/cm2; = 104 ữ 1 05 cm Hệ số điện môi = 6 ữ 7; Tang của góc tổn hao điện môi tg = 0,0 15 ữ 0,02 ít dòn hơn v chịu đợc nhiều tác dụng của các nhân tố hoá học Cờng độ điện trờng chọc thủng cách điện ECT = 10 ữ 35 KV/mm Nhờ có lớp mem bên ngo i nhẫn bóng nên giảm đợc tính hút ẩm của sứ l m cho sứ có thể chịu đợc ẩm của không khí nâng cao đợc điện áp phóng điện mặt ngo i v hạn... d n tốt, điện trở suất = 104 ữ 106 m Hệ số điện môi = 7, tg = 150 .1 0-4 Tính chịu nhiệt ở 100ữ 150 0C, tính chịu nhiệt v cơ giới không đổi từ 50 0 ữ 6000C thì hơi nớc trong Mica bốc hơi, Mica phóng lwn cờng độ cách điện v cơ giới sẽ bị giảm Biên soạn: Đỗ Nh Trởng 44 Giáo trình Vật liệu điện http://www.ebook.edu.vn Nếu tiếp tục tăng nhiệt độ thì kết cấu tinh thể Mica bị phá huỷ dần, khi t0 = 1 250 ữ13000C... điện Renzin đợc dùng l m cách điện trong cáp, dây dẫn, chế tạo các dụng cụ an to n nh găng tay, ủng cách điện, thảm cách điện 3.2 Cao su cứng (Êbonit) L loại cao su trong đó có 30 ữ 35% l lu huỳnh Êbônit l loại vật liệu rắn có khả năng chịu đợc tải trọng xung Ngo i ra cao su tự nhiên còn có các loại cao su tổng hợp nh: - Cao su Butadien dùng l m điện môi cao tần - Cao su Coropen có tính chất cách điện. .. Nh Trởng 40 Giáo trình Vật liệu điện http://www.ebook.edu.vn Căn cứ v o công dụng ngời ta chia th nh 3 loại sơn: 1 Sơn tẩm Dùng để tẩm các loại vật liệu cách điện rắng, xốp hay sợi (vải, gỗ, giấy, cách điện cuộn dây MBA) Sau khi tẩm sơn sẽ lấp kín các lỗ xốp nên nâng cao đợc cờng độ cách điên, giảm tính hút ẩm, nang cao đợc sức bền cơ giới v tăng nhiệt dẫn của vật liệu cách điện 2 Sơn bảo vệ (sơn bọc)... cao hơn hai loại trên nên thờng dùng l m cách điện trong các thiết bị nung, khi t0 = 50 0 ữ 9000C thì tính chất cách điện v cơ bị giảm Công dụng: L m cách điện trong máy điện có công suất lớn v điện áp cao, dùng l m b n l , mỏ h n, bếp điện c) Các sản phẩm của Mica (chế tạo từ gốc Mica) - Micalit: L loại Mica có dán vật liệu hữu cơ l giấy hoặc vải bằng các loại keo hoặc nhựa dính, tính chịu kéo sẽ cao... độ dính cao V điện môi sáp và hỗn hợp cách điện 1 Điện môi sáp Đợc dùng trong kỹ thuật điện vô tuyến điện, có m u trắng hoặc v ng tơi, nó l một chất cách điện rắn, dễ nóng chảy v dễ cháy, có kết cấu mạng tinh thể, độ bền cơ thấp, ít hút ẩm, khi đông đặc thì co lại khá nhiều 1.1.Parafin Thuộc loại vật liệu trung tính có kết cấu tinh tể, nhiệt độ nóng chảy l 0 52 C còn ở nhiệt độ bình thờng thì ổn định . hợp cách điện, dùng để sơn, tẩm. 2. Vật liệu sợi Vật liệu sợi đợc dùng nhiều trong lĩnh vực KTĐ và vô tuyến điện. Vật liệu sợi đợc chia ra làm hai nhóm: Vật liệu sợi hữu cơ Vật liệu sợi. * Vật liệu sợi hữu cơ Nguyên liệu là các loại thực vật nh gỗ, giấy bông, sợi; động vật nh tơi tằm, gần đây ngời ta còn dùng vật liệu sợi có gốc là vật liệu tổng hợp. Giáo trình Vật liệu điện. trình Vật liệu điện http://www.ebook.edu.vn Biên soạn: Đỗ Nh Trởng 30 Chơng V: Vật liệu cách điện I. Vật liệu cách điện thể khí 1. Không khí: Không khí đợc sử dụng rất rộng ri để làm cách điện