Funkciou izolačného materiálu je izolácia nabitých častí rôznych elektrických potenciálov v elektrických zariadeniach. Tieto materiály sú kľúčové pre bezpečnú a efektívnu prevádzku akéhokoľvek elektrického systému, pretože pomáhajú predchádzať úniku prúdu a skratom.
Klasifikácia izolačných materiálov
Izolačné materiály bežne používané elektrikári sú klasifikované do anorganických izolačných materiálov, organických izolačných materiálov a zmiešaných izolačných materiálov podľa ich chemických vlastností.
Anorganické izolačné materiály
Bežne používané anorganické izolačné materiály sú: sľuda, azbest, mramor, porcelán, sklo, síra atď. Používajú sa hlavne na navíjanie izolácie motorov a elektrických spotrebičov, ako aj na spodné dosky a izolátory spínačov.
Organické izolačné materiály
Organické izolačné materiály sú: šelak, živica, guma, bavlnená priadza, papier, konope, hodváb a podobne. Tieto sa väčšinou používajú na výrobu izolačného laku, alebo na potiahnutú izoláciu drôtov navíjania atď.
Zmiešané (hybridné) izolačné materiály
Hybridný izolačný materiál je množstvo lisovaných izolačných materiálov, ktoré sú spracovávané z uvedených dvoch typov (anorganických a organických materiálov). Tieto sa používajú ako základňa, vonkajšie puzdro a podobne pre rôzne časti elektrického zariadenia.
Kľúčové vlastnosti a ukazovatele výkonnosti izolačných materiálov
Na to, aby izolačný materiál spoľahlivo plnil svoju funkciu, by mal najprv mať vysoký izolačný odpor a pevnosť v tlaku. Týmto sa môže vyhnúť nehodám, ako je napríklad únik elektrickej energie a porucha. Okrem toho by mala byť tepelná odolnosť materiálu lepšia, čím sa zabráni jeho zhoršeniu v dôsledku dlhodobého prehriatia. Izolačný materiál by taktiež mal mať dobrú tepelnú vodivosť, odolnosť proti vlhkosti, vysokú mechanickú pevnosť a byť pohodlný na spracovanie.
Podľa vyššie uvedených požiadaviek ukazovatele výkonnosti bežne používaných izolačných materiálov zahŕňajú dielektrickú pevnosť, pevnosť v ťahu, špecifickú hmotnosť a koeficient rozťažnosti.
Dielektrická pevnosť a výdržné napätie
Izolačné výdržné napätie je kľúčovou charakteristikou izolačných materiálov. Čím vyššie je napätie aplikované naprieč izolátormi, tým väčšia je sila elektrického poľa, ktorú náboj dostane v materiáli, a tým pravdepodobnejšie nastane kolízna ionizácia, čo v konečnom dôsledku spôsobí poruchu izolátora. Najnižšie napätie, pri ktorom sa izolátor rozbije, sa nazýva rozbíjacie napätie tohto izolátora.
Pri rozbití izolačného materiálu s hrúbkou 1 mm sa napätie v kilovoltoch, ktoré sa má aplikovať, nazýva dielektrická odolnosť izolačného materiálu, ktorá sa označuje ako dielektrická pevnosť.
Pretože izolačné materiály majú určitú izolačnú pevnosť, výrobcovia pre rôzne elektrické zariadenia, ako aj pre rôzne bezpečnostné zariadenia (napríklad elektrické kliešte, elektroskop, izolačné rukavice, izolačné tyče atď.) a elektrické materiály, určili určité povolené napätie, ktoré sa nazýva menovité napätie. Je nevyhnutné, aby napätie, ktoré sa má používať počas prevádzky, nikdy neprekročilo jeho menovité napätie, aby sa predišlo vážnym nehodám a poškodeniu zariadenia.
Pevnosť v ťahu
Pevnosť v ťahu predstavuje maximálnu ťahovú silu, ktorú je možné odolávať prierezom izolačného materiálu. Ako príklad môžeme uviesť, že prierezová plocha na štvorcový centimeter skla môže vydržať ťahovú silu až 1400 Newtonov.
Tepelná odolnosť a jej vplyv na izolačné vlastnosti
Izolačné vlastnosti izolačných materiálov sú úzko spojené s teplotou. Vo všeobecnosti platí, že čím vyššia je teplota, tým horšie sú izolačné vlastnosti izolačného materiálu. Na zaistenie dielektrickej pevnosti má každý izolačný materiál primeranú maximálnu prípustnú prevádzkovú teplotu, pod ktorou sa môžu teploty dlhodobo bezpečne používať. Nad touto teplotou však dôjde k rýchlemu starnutiu materiálu a jeho vlastnosti sa môžu zhoršiť.
Podľa stupňa tepelnej odolnosti sa izolačné materiály klasifikujú do tried Y, A, E, B, F, H, C a podobne. Napríklad, maximálna prípustná prevádzková teplota izolačných materiálov triedy A je 105 ° C. Je zaujímavé poznamenať, že väčšina izolačných materiálov používaných v distribučných transformátoroch a motoroch je práve trieda A.
tags: #elektroinstalacny #izolacny #material