В електроніці, електротехніці, електромонтажних роботах використовуються діелектрики або електроізоляційні матеріали. За інформацією виробника pkf-elektroplast, це матеріали з великим електричним опором, які перешкоджають витоку електричного струму між будь-якими струмопровідними частинами, що знаходяться під різними електричними потенціалами.
Це, наприклад, полімери — ПВХ, поліетилен або фторопласти. Вони мають високу електричну міцність, тому є відмінною сировиною для виробництва кабелів. Для двигунів і трансформаторів, які працюють в умовах високих температур, використовують діелектрики на основі композитів, здатних зберігати свої властивості при температурах до 180 °C і більше.
Вибір між матеріалами для різних електричних систем та агрегатів робиться, зокрема, з огляду на їх електроізоляційні властивості. Що це, та як їх виміряти, розглянемо далі у статті.
Головне про електроізоляційні властивості
Це характеристика матеріалів, які можуть ізолювати електричні кола, не допускаючи витоку струму.
Є параметри, які допомагають оцінити, як конкретний матеріал взаємодіє з електричними полями й струмом, і визначають, у яких умовах його можна використовувати. Це:
- Електрична міцність — максимальна напруга, яку матеріал здатний витримати до пробою.
- Об'ємний і поверхневий опір — величина, що характеризує здатність матеріалу протидіяти протіканню струму через його об'єм або поверхню.
- Діелектрична проникність — впливає на взаємодію матеріалу з електричним полем.
Які фактори впливають на електроізоляційні властивості?
Високі температури можуть зменшити електричну міцність матеріалу та призвести до його руйнування. Наприклад, для високовольтних трансформаторів використовують спеціальні ізоляційні матеріали, здатні працювати при підвищених температурах, не втрачаючи своїх властивостей.
Вода є провідником струму, тому матеріали з високою гігроскопічністю можуть втрачати свої ізоляційні властивості при підвищеній вологості. У промислових установках або відкритих електричних мережах важливо застосовувати матеріали з низьким водопоглинанням.
Ізоляційні матеріали, що піддаються механічним деформаціям — вібраціям, розтягуванню або ударам — повинні мати високу міцність. Це актуально для кабельних систем, що прокладаються в місцях із підвищеним рухом, а також для обладнання, що експлуатується в агресивних промислових умовах.
Як обирати електроізоляційні матеріали?
Використовують кілька тестів:
- До зразка прикладають поступово висхідну напругу, поки не станеться пробій. Фіксується максимальне значення напруги.
- Через матеріал пропускають постійний струм і вимірюють опір. Поверхневий опір тестують у різних умовах (волога, забруднення).
- Зразки тримають при високих температурах чи в агресивному середовищі й періодично перевіряють їх ізоляційні властивості.
- Матеріал поміщають в електричне поле та вимірюють його здатність зберігати електричний заряд.
Ці тести допомагають вибрати матеріал, який забезпечить довготривалу і безпечну роботу електричних систем, мінімізуючи ризики пробою або інших аварійних ситуацій.