d. Sự đánh thủng nhiệt
5.3.1. Tính chịu nóng của vật liệu cách điện.
Khả năng chịu nóng là khả năng của vật liệu và các chi tiết chịu đựng không bị hư hỏng trong thời gian ngắn cũng như lâu dài dướitác động của nhiệt độ cao hoặc sự thay đổi đột ngột của nhiệt độ.
Đối với điện môi vô cơ: Khả năng chịu nóng được xác định bởi nhiệt độ (đo bằng oC) mà ở đóđiện môi bắt đầu có sự thay đổi mạnh về tính chất điện (tg tăng hay điện trở suất giảm).
Đối với điện môi hữu cơ: Khả năng chịu nóng được xác định bởi nhiệt độ (đo bằng oC) mà ở đó điện môi bắt đầu có sự thay đổi mạnh về các tính chất cơ học: Khả năng chịu kéo giảm mạnh, độ cứng giảm hay khả năng chịu uốn giảm mạnh…
Đối với điện môi lỏng cần phân biệt nhiệt độ cháy và nhiệt độ chớp cháy. Nhiệt độ chớp nháy: Là nhiệt độ mà khi nung nóng chất lỏng đến nhiệt độ đó hỗn hợp hơi của nó với không khí sẽ bốc cháy khi đưa tia lửa vào gần.
Nhiệt độ cháy: Là nhiệt độ cao hơn mà khi đưa ngọn lửa lại gần bản thân chất lỏng thử nghiệm bắt đầu cháy.
*)Độ bền chịu nóng hay nhiệt độ làm việc cao nhất cho phép, là nhiệt độ mà khi sử dụng vật liệu ở nhiệt độ ấy trong các thiết bị thì thời gian phục vụ định trước theo các yêu cầu kinh tế và kĩ thuật của thiết bị được đảm bảo.
Độ bền chịu nóng có thể được giải quyết trên cơ sở độ bền chịu nóng của vật liệu có chú ý đến hệ số dự trữ. Hệ số này phụ thuộc vào điều kiện làm việc, mức độ an toàn cần thiết và tuổi thọ chất cách điện.
*) Tiêu chuẩn của Uỷ ban Kỹ thuật điện Quốc tế đã xem xét và phân loại vật liệu cách điện theo độ bền chịu nóng (nhiệtđộ làm việc lớn nhất cho phép),như sau
Cấp cách điện Y A E B F H C
Nhiệt độ cho phép (oC) 90 105 120 130 155 180 >180
Cấp Y: bao gổm các vật liệu sợi gốc xenlulô và tơ(vải, sợi, giấy, gỗ...)chưa
được ngâm tẩm trong vật liệu cách điện lỏng.
Cấp A: Là các vật liệu cấp Y đã được ngâm tẩm (giấy tẩm, vải tẩm, nhựa
pôlyamit...).
Cấp E: gồm các chất dẻo có chất độn hữu cơ và lớp nhựa liên kết chịu nhiệt
loại Fenol focmalđêhit và các loại khác (Hêtinắc,Téctôlit...)
Cấp B: mica vụn, sợi Amian, vải sơn thuỷ tinh, téctôlit thuỷ tinh...
Cấp F: Micanit, Êpoxi poliête chịu nhiệt, silic hữu cơ...
Cấp H: tương tự như cấp F, nhưng chất liên kết là loại nhựa silic hữu cơ có
độ bền nhiệt đặc biệt cao.
Cấp C: Gồm các vật liệu vô cơ thuần túy, hoàn toàn không có thành phần kết
dính hay tẩm.
Các loại Y, A, E gồm chủ yếu là vật liệu thuần tuý hữu cơ, Các loại có độ bền
chịu nóng cao hơn chứa thành phần vô cơ nhiều hơn.
Việc phân loại các vật liệu cách điện hoặc hỗn hợp của chúng theo độ bền chịu nóng đồi hỏi phải làm thử nghiệm rất công phu và lâu dài đối với mẫu vật liệu về sự hoá già do nhiệt trong những điều kiện gần nhất với các điều kiện làm việc bình thường của vật liệu đó (như: cường độ trường, độ ẩm không khí …)
Với các vật liệu cách điện đặc biệt giòn, dễ vỡ (thuỷ tinh, vật liệu gốm...) cần phải thử nghiệm độ bền xung nhiệt.
Thông thường nhiệt độ làm việc của các thiết bị điện bị giới hạn bởi nhiệt độ làm việc của vât liệu cách điện. Vì vậy, khả năng nâng cao nhiệt độ làm việc của chất cách điện rất quan trọng. Trong máy điện và thiết bị điện, việc nâng cao nhiệt độ cho phép nhận được công suất cao hơn khi kích thước không đổi, hoặc nếu giữ nguyên công suất thì có thể giảm kích thước, trọng lượng và giá thành của thiết bị.
Nâng cao nhiệt độ làm việc đặc biệt quan trọng đối với các động cơ kéo và cầu trục, với các thiết bị điện trên máy bay... mà nhiệm vụ giảm kích thước và trọng lượng đặt lên hàng đầu. Ngoài ra còn liên quan đến các biện pháp phòng cháy và phòng nổ.
Bài giảng Vật liệu điện 35 Sự giảm xấu chất lượng cách điện chỉ có thể phát hiện được khi nhiệt độ tác động lâu dài do các quá trình hoá học diễn ra một cách chậm chạp gọi là sự hoá già nhiệt chất cách điện. VD: ở màng sơn và xen lu lô: tăng độ rắn và giòn, tạo thành vết nứt...Ngoài ra, tốc độ hoá già còn chịu ảnh hưởng của áp suất không khí, nồng độ ôxy, các chất phản ứng hoá học làm nhanh hoặc chậm quá trình hoá già.