L: tuổi thọ ở nhiệt độ so sánh ví dụ nhiệt độ ứng với cấp chịu nhiệt
3. 2.6 Thủy tinh vơ cơ Thủy tinh
3.2.9 Các loại khác
Điện mơi khí
VLCĐ thể khí cĩ các tính chất sau: -Hệ số điện mơi gần bằng 1
-Điện trở cách điện rất lớn và phụ thuộc điện áp -Hệ số tổn hao phụ thuộc điện áp
-Độ bền cách điện phụ thuộc nhiều vào áp suất, các thơng số hình học của điện cực, thời gian tác dụng của điện áp.
Ví dụ: khí nitơ (N2), khí elege (SF6) …..
Điện mơi lỏng
VLCĐ thể lỏng được sử dụng ở máy biến áp, khí cụ điện đĩng ngắt, trong số này dầu biến thế được sử dụng nhiều nhất.
Ưu điểm: cĩ độ bền cách điện cao ( Eđt = 160 kV/cm) hằng số điện mơi ε= 2,3 tương đương một nửa điện mơi ở thể rắn, sau khi bị đánh thủng, khả năng cách điện của dầu phục hồi trở lại, cĩ thể thâm nhập vào các khe rãnh hẹp, vừa cách điện vừa cĩ tác dụng làm mát, cĩ thể sử dụng làm mơi trường dập tắt hồ quang điện ở máy cắt điện.
Nhược điểm: các tính năng điện của dầu biến đổi lớn nếu dầu bị bẩn, nhạy cảm với độ ẩm vì lớp dầu ở trên mặt cĩ tính hút ẩm. Ở nhiệt độ cao cĩ những thay đổi hĩa học tạo bọt trong dầu tính năng cách điện và làm mát đều giảm (sự hĩa già), dễ cháy, điện trở suất lớn 1016Ωcm nhưng giảm nhanh khi nhiệt độ tăng ( từ 200C đến 1000C điện trở suất giảm 10 lần).
Xác định điện áp đánh thủng:
-Điện trường đồng nhất: Uđt = 40 h +25 (kV) với 3≤h≤ 40 cm -Điện trường khơng đồng nhất: Uđt = 19. h3/4 (kV) với 3≤h≤ 20 cm
Nếu 2 điện cực cĩ một điện cực nhọn và một điện cực phẳng, trong trường hợp 2 điện cực đều nhọn Uđt = 40 h
Ngồi ra cịn cĩ dầu tụ điện dùng để tẩm cho tụ điện giấy, tụ điện động lực ( cĩ Eđt
≥ 200 kV/cm, tgδ= 0,002) dầu cáp dùng để tẩm cho các lớp cách điện trong việc sản xuất dây cáp điện lực, các điện mơi lỏng tổng hợp khác như dầu sovol ( C12H5Cl5), hợp chất silic hữu cơ, flo hữu cơ…. Dầu thực vật: dầu gai, dầu trẩu, dầu thầu dầu…. Dưới tác dụng của nhiệt độ, ánh sáng cĩ khả năng chuyển sang trạng thái rắn thường được sử dụng để chế tạo thành các loại sơn dầu cách điện, vải sơn hoặc tẩm cho gỗ ….
Điện mơi rắn
- Vật liệu cách điện dạng sợi
Sợi được tẩm thì tính chất của chúng do tính chất của chất tẩm quyết định. Sợi thủy tinh cĩ đường kính 3 đến 5 μm trơn nên cần được dùng nhựa để gắn chặt vào mặt được cách điện như nhựa dầu, nhựa silicon, nhựa teflon… tùy yêu cầu nhiệt độ cho phép (để cách điện cuộn dây ta dùng băng thủy tinh với nhựa silicon hay nhựa teflon bơi lên một hoặc cả hai mặt).
- VLCĐ dạng giấy và các chế phẩm từ giấy
Giấy xenlulo, giấy cứng như phíp, giấy amiăng, giấy ep tẩm nhựa. - Cánh kiến, mica
+Cánh kiến: là loại khống, sản phẩm kết tinh cĩ thể bĩc thành miếng rất mỏng, cĩ 2 loại : muxcovit và flogopit
Muxcovit (K2O. 3Al2O3. 6SiO2. 2H2O) mỏng, trong suốt cĩ độ bền cơ điện cao, tuổi thọ điện mơi nhỏ. Ở nhiệt độ cao 6000C đến 7000C xảy ra mất nước tinh thể dẫn đến giịn hĩa vơi
Flogopit (K2O. 3Al2O3. 12SiO2. 2H2O) màu vàng, nâu, xanh lá cây, đen cĩ tính chịu nhiệt cao nhưng ở 7000C đến 8000C thì khả năng cách điện mất hẳn
+Mica: lấy những miếng cánh kiến cỡ 10 cm2 đến 60cm2 và bĩc ra những miếng mỏng 0,1mm đến 0,02mm, rồi dùng chất keo kết dính lại với nhau thì được mica. Càng nhiều cánh kiến càng ít chất keo kết dính thì mica càng cứng, càng khĩ biến dạng, chịu nhiệt tốt hơn. Mica được sử dụng làm VLCĐ cổ gĩp, cách điện cuộn dây trong máy điện và ở các điện trở đốt nĩng. Micalex là bột cánh kien trộn với bột thủy tinh (Eđt = 150 kV/cm) hay được dùng làm tay nắm cách điện, phích cắm ở bếp điện…
- Cao su cách điện
-Cao su lưu hĩa: cao su dẻo (1% đến 3% S) đàn hồi cao, cĩ khả năng chịu kéo. Cao su cứng (ebonit) 30% đến 35% S là vật liệu rắn chịu được tải trọng va đập. Được dùng làm vỏ bọc cách điện cho các dây dẫn dùng trong thiết bị điện, lắp ráp, bọc cách điện cho các dây dẫn và dây cáp mềm, ống cách điện dụng cụ bảo hộ (găng tay, giầy, thảm cách điện….)
Nhược điểm:
+Độ bền nhiệt thấp (hĩa già khi bị nung nĩng, trở nên giịn nứt)
+Ít chịu được tác dụng của dầu mỏ, khơng chịu được tác dụng của các chất lỏng khơng cực tính khác như xăng, benzen
+Kém bền đối với tác dụng của ánh sáng, các tia tử ngoại làm cao su nhanh bị hĩa già. Khí ơzơn gây tác hại lớn cho cao su (nhất là khi cao su bị kéo)
+Khơng đặt trực tiếp cao su lên kim loại bằng đồng nhất là ở nhiệt độ cao mà phải lĩt gián tiếp qua vải, giấy … để tránh ảnh hưởng của lưu huỳnh
Cao su cách điện thơng thường cĩ Eđt = 30 kV/mm, ε =3÷7, tgδ =0,02 đến 0,1. Ebonit thường dùng làm bình ắcqui hay những nơi cĩ cường độ dịng điện nhỏ. -Cao su tổng hợp: Cao su butadien, escapon, cloropen…
Escapon cĩ tính cách điện cao dùng làm điện mơi cao tần ε =3, tgδ =0,0005
Cloropen cĩ tính cách điện thấp, rất bền đối với tác dụng của dầu, xăng, ơzơn và các chất ơxi hĩa khác. Dùng làm vỏ bảo vệ cho cáp, các tấm đệm chịu dầu.
- Nhựa cách điện
Nhựa tổng hợp
-Polyetilen (C2H4 )n cĩ độ bền về cơ tốt, chịu được axít, kiềm khi nhiệt độ tăng độ bền cơ lại giảm, dùng làm chất cách điện cho dây cáp (cáp điện thoại, cáp điện lực)
-Polystirol (C6H8)n cĩ tính cách điện cao, tính hút ẩm thấp, ở nhiệt độ thấp rất giịn cĩ khuynh hướng tạo ra những vết nứt ở bề mặt, kém bền đối với tác dụng của dung mơi, tính chịu nhiệt khơng cao.
-Polyvinylclorit (C2H3Cl)n rất bền đối với nước, kiềm, axit lỗng, dầu, xăng và rượu. Dùng làm chất cách điện cho dây dẫn, vỏ bọc bảo vệ cho cáp, vỏ bình ắcqui
-Polytetrafloetilen (C2F4)n cĩ tính chịu nhiệt cao 1500C, chịu được axit, kiềm, khơng cháy, khơng hút ẩm, khơng dính nước kể cả các loại chất lỏng khác, khơng chịu được tác dụng của vầng quang điện
-Bakelit: là loại nhựa nhiệt cứng, cĩ độ bền cơ cao, ít co giãn, cĩ tạo vết khi gặp sự phĩng điện. Dùng để tẩm cho gỗ, chế tạo các chất dẻo, nhựa ép lớp.
-Gliptan: Độ bám dính, độ đàn hồi, độ bền hĩa già do nhiệt và độ bền chống sự tạo vết cao hơn bakelit. Dùng chế tạo sơn dán, sơn tẩm cho các thiết bị điện.
-Epoxi: là một chất lỏng nhớt, khi thêm vào chất làm đơng sẽ đơng cứng lại thành một khối cách điện tốt và cĩ độ chống thấm cao, bám dính tốt vào các vật liệu
khác như sứ, thủy tinh, kim loại… thường dùng để sản xuất sơn dán, sơn tẩm hợp chất làm đầy.
-Nhựa silic hữu cơ: cĩ tính cách điện rất cao, tính chịu nhiệt rất tốt khơng thấm nước, cĩ độ bền cơ thấp, độ bám dính kém, ít chịu được dầu và đắt tiền. Sử dụng làm sơn tẩm, hợp chất cách điện, chất dẻo, sơn phủ
+Nhựa thiên nhiên
-Nhựa cánh kiến: Eđt = 30 kV/mm, ε =3,56; tgδ=0,01 dùng để chế tạo sơn dán, micanit…
-Nhựa thơng: rất giịn, màu vàng nâu Eđt = 15 kV/mm
-Nhựa đường: Eđt ≤ 25 kV/mm, ε =3, tgδ =0,01 được sử dụng để chế tạo sơn và hợp chất cách điện.
+Nhựa ép lớp: Là loại chất dẻo nhiều lớp được sử dụng làm vật liệu kết cấu và VLCĐ
-Hebinac: (ép nĩng nhiều lớp giấy đã tẩm nhựa bakelit) cĩ tính cách điện tương đối cao, độ bền cơ tốt, chống ẩm tốt, khơng chịu được sự phĩng điện hồ quang.
-Techtolit: Cĩ ứng suất dai va đập, độ bền mài mịn và sức chịu lực cao. -Techtolit thủy tinh: được sản xuất trên cơ sở vải sợi thủy tinh, cĩ độ bền nhiệt, tính chịu ẩm, độ bền cơ và tính cách điện cao.