2015 201 绝缘材料 固体绝缘材料 固体绝缘材料 有机固体绝缘材料：绝缘漆、绝缘 胶、绝缘纸、绝缘纤维制品、塑料、 橡胶、漆布漆管及绝缘浸渍纤维制 品、电工用薄膜、复合制品和粘带、 电工用层压制品等。 无机固体绝缘材料：云母、玻璃、陶瓷及其制品等 有机固体绝缘材料 30年代以来人工合成绝缘材料得到了 迅速发展，主要有缩醛树脂、氯丁橡 胶、聚氯乙烯、丁苯橡胶、聚酰胺、 三聚氰胺、聚乙烯及性能优异称之为 塑料王的聚四氟乙烯等。这些合成材 料的出现，对电工技术的发展起了重 大作用。如缩醛漆包线用于电机，使 其工作温度和 可靠性提高，而电机的 体积和重量大大降低。玻璃纤维及其 编织带的研制成功及有机硅树脂的合 成又为电机绝缘增加了H级这个耐热等 级。 绝缘漆：又叫绝缘涂料(insulating coatings ) , 是一种具有优良电绝缘性的 涂料。它有良好的电化性能、热性能、机械 性能和化学性能, 多为清漆, 也有色漆。绝 缘漆是漆类中的一种特种漆。 绝缘漆是以 高分子聚合物为基础，能在一定的条件下固 化成绝缘膜或绝缘整体的重要绝缘材料。 绝缘漆由基料、阻燃剂、固化剂、颜填料、 和溶剂等组成。详细介绍了其组成、使用分 类、等级分类、要求、发展趋势等。 绝缘漆 按照使用范围绝缘漆可以分为浸渍漆、漆包线漆、覆盖漆、硅钢片漆、防电晕漆等五类 浸渍漆分有溶剂漆和无溶剂漆两大类，主要用于浸渍电机、电器的 线圈，以填充其间隙和微孔，且固化后能在被浸渍物的表面形成连续平整 的漆膜，并使之粘结成一个坚硬的整体。 漆包线漆主要用于漆包线芯的涂覆绝缘。由于导线在绕制线圈、嵌 线等过程中，将经受热、化学和多种机械力的作用，因此要求漆包线漆具 有良好的涂覆性（即能均匀涂覆），漆膜附着力强，表面光滑柔软有韧性 ，有一定的耐磨性和弹性，电气性能好，耐热，耐溶性，对导体无腐蚀等 特性。 覆盖漆用于涂覆经浸渍处理的线圈和绝缘零部件，在其表面形成厚 度均匀的绝缘保护层，以防止设备绝缘受机械损伤以及大气、化学药品的 侵蚀，提高表面绝缘强度。 硅钢片漆用于涂覆硅钢片，以降低铁心的涡流损耗，增强耐腐蚀能 力。 防电晕漆一般由绝缘清漆和非金属导体（炭黑、石墨等）粉末混合 而成，主要用于高压线圈作防电晕漆，如用于大型高压电机中电压较高的 线圈端部。 绝缘漆优点： 1） 流动性好，固体含量高，便于渗透和填充被浸渍物，特别是对于 不规则的需要绝缘的电子器件，比如电机，电器的线圈。特别是需要 填充的间隙和微孔。 2） 固化快，干燥性能好，粘结力强，有热弹性。 3） 对导体和其他材料具有良好的相容性。 4）不像绝缘油要在密封的环境下产生作用，适应能力强。 绝缘漆缺点： 1）过于单薄，对于空隙大的绝缘处无法大范围分布。 绝缘纤维制品：绝缘纸，绝缘纤维 布。主要用于电信电缆，电机绝缘， 电容器纸以及包线，线圈捆版，电缆 保护内衬等等。也即用来绕组导线的 被覆盖绝缘物。 天然纤维或合成纤维可以制成纤维纸或 各种纺织品直接用做绝缘材料；或用纸 浸以液体介质后成为浸渍纸用作电容器 介质和电缆绝缘；或浸（涂）以绝缘树 脂（胶）后经热压，卷制成绝缘层压制 品、卷制品作绝缘材料；或用绝缘漆浸 渍制成绝缘漆布（带）、漆绸等用于电 绝缘。天然无机纤维可以单独使用，也 可以同植物纤维或合成纤维结合使用， 作为耐高温绝缘。纤维材料还广泛用作 超导和低温绕组线的绝缘材料，因它具 有如下优点：在超导磁体线圈中，能 使冷却剂浸透所有的截面，增加传热面 积；保证浸渍漆或包封胶直接与超导 纤维及复合层接触。 绝缘纤维制品优点; 1）延展性好，对于会产生弯曲 变形的绝缘处能顺利的过度，容 易保持其整体性。 2）其次，化学性质相对稳定， 能承受各类包线所处的自然环境 下保持稳定状态， 3）最后，成本低，能大量生 产。 塑料绝缘材 料 目前用于绝缘的绝缘塑料主要是热固性塑 料。热固性塑料是由合成树脂、填料和其 他添加剂组成的粉状或颗粒状的混合料在 一定的温度和压力下成型，加工固化成各 种形状和规格的电气绝缘零部件。如线圈 骨架，接线板，支架以及用于模制造防爆 电机交流如防爆电机接线盒、引出线及开 关、接触器的防弧罩、防护栅、触头支架 等。最后也应用于家用电线的外包。 塑料优点 大多数塑料质轻，化学性稳定,不会锈蚀； 耐冲击性好； 具有较好的透明性和耐磨耗性； 绝缘性好，导热性低； 一般成型性、着色性好，加工成本低； 塑料缺点 大部分塑料耐热性差，热膨胀率大，易燃烧； 尺寸稳定性差，容易变形，在线路中发生短路时 易引起火灾； 多数塑料耐低温性差，低温下变脆； 容易老化； 某些塑料易溶于溶剂。 固体无机绝缘材料 云母，粉云母，及 云母制品 玻璃、玻璃纤维及 其制品 陶瓷及其制品 1.云母类绝缘材料 云母属于铝硅酸盐矿物 ，其化学分子式为 6SiO23Al2O3K2O2H2O, 它具有很高的电绝缘强度、 耐电 晕、耐热以及良好的 力学性能, 被广泛用作电 子、电力工业上的 绝缘材 料。 1.1 云母带 云母带，又称耐火云母带， 由（云母带机）制作而成，是 一种耐火绝缘材料，按用途可 分为：电机用云母带（以金云 母纸为基材，用塑料薄膜作双 面补强，主要用于电机绝缘 层。 耐火性能差），电缆用云 母带（用玻纤布作单面补强材 料，用于耐火电缆做耐火绝缘 层。耐火性能较好）。按结构 分为：双面带、单面带、三合 一带、双膜带、单膜带等。 1.2 云母片 天然云母片是厚云母片经过剥分、定厚、切制、钻制或冲制而成， 具有一定厚度、一定形状的云母零件，该产品适用于电视机、电力电 容器、热继电器、监视显示器、航天、航空、通讯、雷达、耐热骨架 片等作为原辅材料。因其材料为天然矿制品，具有无污染、绝缘、耐 电压性能好的特点，可根据客户需求冲切各种规格的天然云母片。 1.3 粉云母 云母原矿经粗选后剩余的碎片，及 含云母矿石破碎后选出的云母碎片， 以及生产云母产品剩余的云母碎片的 统称，云母粉具有良好的弹性、韧 性。绝缘性、耐高温、耐酸碱、耐腐 蚀、附着力强等特性，是一种优良的 添加剂。绝缘性能绢云母粉具有极高 的电阻，本身就是最优异的绝缘材 料。与有机硅树脂或有机硅硼树脂形 成复配物，遇到高温时转化为机械强 度和绝缘性能良好的陶瓷性物质，因 此用这类绝缘材料制成的电线、电缆 ，即使在火灾中烧毁之后，仍然保持 原有的绝缘状态。 2 绝缘玻璃 用作电绝缘的玻璃。最普 通的是以二氧化硅为主体加入 氧化硼、氧化铝、氧化铅、氧 化钙、氧化钠等氧化物混合熔 制成高粘性液体，在使其不析 出晶粒的条件下急冷凝固而 成。玻璃具有良好的电性能、 耐热性、化学稳定性及易成型 加工性。 优点： 1.耐油污性：玻璃绝缘子自洁度高，积 垢粘附力小，容易清扫。 2. 抗老化性能：玻璃经钢化处理的，表 面形成压应力，如果玻璃表面有微裂纹 存在，也固应力作用使微裂纹受到压缩 而不致扩展。玻璃的电气强度一般在整 个运行期间保持不变，其老化过程比瓷 缓慢得多 3.玻璃绝缘子自洁度高，积垢粘附力小 ，容易清扫。 4.由于玻璃的透明性，在外形检验时容 易发现细小裂缝以及各种内部缺陷和损 伤。 缺点：质量轻、自破率较高等。 3. 陶瓷 绝缘陶瓷又称为装置 陶瓷，是在电子设备中作为安 装、固定、支撑、保护、绝 缘、隔离及连接各种无线电元 件及器件的陶瓷材料。常见绝 缘陶瓷：美质瓷，氧化铝瓷， 莫来石瓷，改性碳化硅陶瓷， 氮化硅陶瓷，氮化铝陶瓷，硼 酸铅玻璃陶瓷，硼酸锡钡陶瓷 ，氧化铍陶瓷。 优点： 1.陶瓷绝缘子是最早出现的绝缘 子，工艺简单，具有良好的化学稳 定性和热稳定性，几乎不老化变质 ，并具有良好的电气和机械性能。 2.较高的体积电阻率和介电强度 ； 3.良好的介电温度和频率特性; 4.优良的导热性能，机械强度， 断裂韧性，化学稳定性和热稳定 性。 缺点： 容易积污，质量较大，不方便检 测。 液态绝缘材料 液体绝缘材料是用以隔绝不同电位导电体的液体。 又称绝缘油。它主要取代气体，填充固体材料内部或极 间的空隙，以提高其介电性能，并改进设备的散热能 力。液体绝缘材料可以在电容器中提高其介电性能，增 大每单位体积的储能量；在开关中除绝缘作用外，更主 要起灭弧作用。 液体绝缘材料按材料来源可分为矿物绝缘油、合成 绝缘油和植物油 3大类。工程技术上最早使用的是植物油 ，至今仍在使用。为满足各种电工设备的不同要求，又 开发了多种类型的合成绝缘油，并得到广泛应用，如供 高温下使用的硅油以及十二烷基苯、聚丁烯油等。但工 程上使用最多的仍然是矿物绝缘油。 矿物绝缘油，是从石油中提炼精制的液体绝缘材料。简称矿物 油。石油的主要成分是烷烃、环烷烃和芳香烃，这些组分的电气性 能和老化稳定性优良。矿物油是取原油中250400的轻质润滑油 馏分，经酸碱精制、水洗、干燥、白土吸附、加抗氧剂等工序制 得。取原油中不同馏分油，并控制精制中硫酸的浓度、用量、作用 时间及其他有关工艺，可得到用途不同的变压器油、电容器油、电 缆油、开关油等。 矿物油属弱极性介质,相对介电常数r约为2.2。控制 油的馏分，可得到粘度不同的绝缘油。 油的老化主要是热、氧和电老化。为防止油的老化 ，一般可加强散热以降温或隔绝空气，也可加入抗氧化 剂和抗老化添加剂。矿物油具有良好的绝缘性能和导热 性，成本也不高 ，但燃点比较低，生物降解能力差 。 人工合成的液体绝缘材料，简称合成油。由于矿物绝缘油是多 种碳氢化合物的混合物，难以除净降低绝缘性能的组分，且制取工 艺复杂，易燃烧，耐热性低，介电常数不高，因而人们研究、开发 了多种性能优良的合成油。 分类：芳烃合成油，硅油，酯类油，醚类和砜类合成油，聚丁 烯等都是合成绝缘油。 芳烃合成油：稳定性好，特别优良的吸气性，,可选取较高的工 作电强度。主要缺点是低温局部放电性能较差，燃烧性同矿物油相 近。 硅油：耐热性优良，工作温度可达150200，属难燃性绝缘 油。硅油的粘度-温度特性平坦,有高的耐寒性。硅油价格高，仅用于 防火要求较高的场所。 酯类油：属极性液体介质，r为37，酯的极性，易于吸附杂质 和水分，较难净化。缺点是粘度较高,不易浸渍。 醚类和砜类合成油：毒性较大，电气性能和稳定性优良，不燃 烧。 聚丁烯：介电性能和老化稳定性优于矿物油,具有吸气性。改变 聚合度，可得到粘度不同的聚丁烯。为非极性液体， r低。 植物油是由不饱和脂肪酸和甘油化合而成的化合物，广泛分布 于自然界中，是从植物的果实、种子、胚芽中得到的油脂。工程技 术上最早使用的是植物油，如蓖麻油、大豆油、菜籽油等，至今仍 在使用。蓖麻油是优良的脉冲电容器的浸渍剂，与菜籽油一样，都 可用于金属化电容器。 植物油作为一种酯类 ,对水有较 强的吸附能力 ,在油纸绝缘的变 压器中能够保持固体 绝缘的干燥 ,从而延长变压器的使用寿命。此外 植 物油最大的优点在于其生物降解率很高 ,符合环保的 要求 ,具有很 好的应用前景。 气体绝缘材料 气体绝缘气体绝缘 气体绝缘是指用以隔绝不同电位导电体的气体。其特 点是具有高的电离场强和击穿场强,击穿后能迅速恢复 绝缘性能,化学稳定性好，不燃、不爆、不老化，无腐 蚀性，不易为放电所分解，并且比热容大，导热性、 流动性均好。其中空气是用得最广泛的气体绝缘材 料。 除空气、氮气、二氧化碳和六氟化硫气体外， CCl2F2（氟利昂