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绝缘材料的种类及用途

一、概述：绝缘是用绝缘物把带电体封闭起来。良好的绝缘是保证设备和线路正常运行的必要条件，也是防止触电事故发生的重要措施。电气设备的绝缘只有在遭到破坏时才可能被除去。设备或线路的绝缘必须与所采用的电压相符合，必须与周围环境和运行条件相适应。

二、分类：绝缘材料一般指电阻率在 10Ω·m 以上的材料，可分为气体绝缘、液体绝缘和固体绝缘三种绝缘材料。

1、气体绝缘材料

电气设备的绝缘结构应用空气或其他气体作为绝缘介质，如线路的线间绝缘、电器的电气间隙等。空气在正常状态下是良好的绝缘介质，但其击穿电压与大多数液体及固体介质相比是不高的。为了提高击穿电压使气体绝缘性能提高，其一是采用高真空，空气稀薄时带电粒子也少，空气中电子与粒子碰撞机会也减少，据此，真空开关已广泛应用于 10kV 系统中；其二是采用高耐电强度气体，如六氟化硫（SF6），六氟化硫气体常温下不活泼、不燃、无臭味、无毒，500℃ 时不分解，液化温度也较低，击穿电压是空气的 2.5倍，具有良好的绝缘和灭弧性能，现已应用于 220kV 及以上电压等级的高压断路器中。

2、液体绝缘材料

   常用的液体绝缘材料有变压器油、电容器油和电缆油。变压器油的介电强度为 16 ～ 21kV /mm （20℃ 时），主要用于变压器及油开关的绝缘和散热；电容器油的介电强度为 20 ～ 23kV /mm （20℃ 时），主要用于电容器的绝缘、散热及储能；电缆油中的高压充油介电强度≥20kV /mm （20℃ ），用于高压电缆，35kV 油介电强度为 14 ～ 16kV /mm （20℃ ），用于低压电缆。

绝缘油在储存、运输和运行使用过程中必须防止污染、老化，以保证设备安全运行，延长设备的检修周期。防止油的老化一般可采用加强散热以降低油温、用氮或薄膜使变压器油与空气隔绝、添加抗氧化剂、防止日光照射、采用热虹吸过滤器使变压器油再生等措施；除此之外，还必须经常检查充油电气设备的温升、油面高度及油的表面张力、闪点、酸值、击穿强度和介质损耗正切值等。

若油面下降，则需补充油液。补充油的主要理化指标（如凝固点、黏度、闪点等）应与设备中的原油液相同或接近，以保证两者混合后的安定度合格。未经处理的运行使用的油不能与变压器油混合使用。运行油的质量应符合国家标准的规定要求。

3、固体绝缘材料

它是应用zui广泛的绝缘材料，包括无机绝缘材料，如云母、瓷件、石棉等；有机绝缘材料，如棉纱、纸、橡胶等；混合绝缘材料，如绝缘压塑料、绝缘薄膜、复合材料等。

固体绝缘材料的损伤主要是电击穿和热击穿。在均匀电场中，固体绝缘材料的击穿电压与绝缘物的厚度成正比。机械损伤会使绝缘物变薄而易被击穿，化学腐蚀则使绝缘物变质使厚度减少。热击穿往往是在电压作用很长时间后发生。长时间承受电压，通过电流温度升高，使绝缘材料绝缘性能下降以致击穿。几种常用固体绝缘材料的介电强度见表 1。

表 1 几种常用固体绝缘材料的介电强度

单位：kV /mm

为保证电气设备的绝缘性能可靠，将绝缘材料按其在正常运行条件下的zui高允许工作温度进行统一的耐热分级，称为绝缘材料的耐热等级。绝缘材料的耐热等级见表 2

表 2 绝缘材料的耐热等级耐热等级