Kiến Thức Chung

CHƯƠNG 4: VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.43 MB, 134 trang )

Khi vật liệu cách điện làm việc trong môi trường không khí với độ ẩm φ% và nhiệt độ t 0C

nào đó thì sau một thời gian nhất định độ ẩm của vật liệu φ vl sẽ đạt tới trạng thái cân bằng φ cb

tương ứng với độ ẩm của môi trường không khí

Nếu vật liệu khô đặt trong không khí ẩm thì nó sẽ hút ẩm sau một thời gian độ ẩm của vật

liệu tăng đến φcb. Ngược lại nếu độ ẩm trong vật liệu lớn đặt trong không khí với độ ẩm φ kk thì sau

một thời gian độ ẩm của nó giảm tới φ cb. Giá trị φcb phụ thuộc vào loại vật liệu, nhiệt độ và độ ẩm

của môi trường.

Việc xác định độ ẩm của vật liệu cách điện có ý nghĩa quan trọng vì dựa vào đó người ta có

thể đánh giá được chất lượng của điện môi, thường xác định độ ẩm của vật liệu bằng cách xác

định lượng hơi nước thấm vào hay thoát ra khỏi vật liệu bằng số phần trăm.

Việc xác định độ ẩm của vật liệu cách điện có ý nghĩa quan trọng vì dựa vào đó người ta có

thể đánh giá được chất lượng của điện môi, thường xác định độ ẩm của vật liệu bằng cách xác

định lượng hơi nước thấm vào hay thoát ra khỏi vật liệu bằng số phần trăm (%)

ϕ vl =

M 2 − M1

.100%

M1

(4 – )

Với M1; M2- trọng lượng của mẫu vật liệu trước và sau khi bị ẩm.

Hình 4 – : Sự biến đổi đô ẩm φvl khi hút ẩm (a) và sấy khô(b)

Với các vật liệu xốp có chứa các chất hoà tan trong nước khi bị hơi ẩm ngấm vào bên trong

sẽ làm cho điện trở suất của khối vật liệu giảm đi rõ rệt nhất là khi vật liệu ở nhiệt độ cao. Khi ở

điện áp xoay chiều, tham số thay đổi nhiều nhất là tgδ và hằng số điện môi ε của vật liệu khi độ

ẩm thay đổi. Vì vậy trong nhiều trường hợp người ta đo trị số điện dung để xác định vật liệu có bị

ngấm ẩm hay không.

c. Tính hấp thụ (thấm ẩm)

Những chất điện môi không hút ẩm chúng sẽ tạo ra trên bề mặt điện môi một màng ẩm, khi

đặt điện môi vào không khí ẩm nó sẽ ngưng tụ hơi nước trên bề mặt để tạo ra màng ẩm.Quá trình

này người ta gọi là tính thấm ẩm của điện môi. Phần lớn các vật liệu đều thấm ẩm qua lỗ xốp rất

nhỏ và có độ ẩm đo được song cũng có một số vật liệu như: thuỷ tinh, gốm kỹ thuật, nhựa PE…

không thấm ẩm và có độ ẩm bằng không. Nói chung độ ẩm của môi trường càng lớn thì độ dày

xlvi

màng ẩm càng tăng, để hạn chế sự hút ẩm của vật liệu cách điện người ta thường sơn tẩm trong

chân không hoặc ngâm vật liệu bằng dung môi có tính thấm nước trước khi sử dụng.

2. Đặc tính nhiệt của điện môi

Là khả năng chịu được nhiệt độ cao trong thời gian ngắn hoặc lâu dài khi nhiệt độ thay

đổi đột ngột không bị hư hỏng. Tiêu chuẩn về tính chịu nhiệt được xác định tuỳ theo loại điện

môi, công nghệ chế tạo nó. Dựa vào tính chịu nhiệt của điện môi người ta phân loại điện môi theo

cấp chịu nhiệt và nhiệt độ làm việc cho phép lớn nhất của chúng theo bảng sau :

Bảng 4 – : Cấp chịu nhiệt của vật liệu cách điện

Cấp cách

điện

Nhiệt độ cho

phép 0C

Y

90

Bao gồm : giấy, vải sợi, lụa, cao su, gỗ và các vật liệu tương tự mà không

ngâm, tẩm trong chất lỏng. Các loại nhựa polietilen, PVC, anilin,

polistirol,cacbamit

A

105

Giấy, vải sợi, lụa ngâm trong dầu, nhựa polieste, cao su nhân tạo, các loại

sơn cách điện có dầu làm khô

E

120

Nhựa tráng poliviny

Các vật liệu cách điện chủ yếu

lphocman, poliamit, epoxi, nhựa bakelit, vải có thấm poliamit

B

130

Nhựa polyeste, amiăng, thuỷ tinh có chất độn. Sơn cách điện có dầu làm

khô dùng ở các bộ phận không tiếp xúc với không khí, sơn cách điện akít

hoặc sơn cách điện từ nhựa phenol. Các loại sản phẩm mica tổng hợp,

nhựa epoxi, sợi thuỷ tinh, nhựa melamin focmandehit…

F

155

Sợi amiăng, sợi thuỷ tinh có kết chất dính

H

180

Xilicon, sợi thuỷ tinh và mica có chất kết dính

C

Trên 180

Mica tổng hợp, thuỷ tinh, sứ chịu nhiệt

3. Điểm chớp cháy, điểm cháy

a. Điểm chớp cháy

Đây là đặc tính riêng của chất lỏng, là nhiệt độ mà khi nung nóng chất lỏng tới nhiệt độ đó

sẽ làm cho hỗn hợp của hơi lỏng với không khí bùng cháy với ngọn lửa bé trong thời gian ngắn.

b. Điểm cháy

Là nhiệt độ mà khi tiếp xúc với ngọn lửa thì chất lỏng đó bốc cháy

Nhiệt độ điểm cháy cao hơn điểm chớp cháy, ví dụ với dầu máy biến áp thì điểm chớp

cháy quy định phải ≥+1350C còn điểm cháy là +1650C.

4.1.2. Đặc tính cơ giới của điện môi

1. Sức bền chịu kéo, chịu nén và uốn

xlvii

Trị số của độ bền chịu kéo (σk), chịu nén (σn) và uốn (σu) được đo bằng kG/cm2 hoặc trong

hệ SI bằng N/m2 (1N/m2≈10-5kG/cm2). Các vật liệu có kết cấu không đẳng hướng (nhiều lớp,

sợi…) thì độ bền cơ học phụ thuộc vào phương tác dụng của tải trọng, theo các hướng không gian

khác nhau thí có trị số độ bền khác nhau. Đối với các vật liệu như thuỷ tinh, sứ, chất dẻo v.v..độ

bền uốn có trị số bé. Ngoài ra độ bền cơ của nhiều điện môi phụ thuộc vào diện tích tiết diện

ngang của mẫu, nhiệt độ…

2. Độ cứng

Là khả năng của bề mặt vật liệu chống lại biến dạng gây nên bởi lực nén truyền từ vật có

kích thước nhỏ vào nó. Cách xác dịnh độ cứng thường dùng là phương pháp Brinel

Hình 4 – : Phương pháp đo độ cứng Brinel

Đặt mẫu thử là một viên bi thép có đường kính D, ép lên đó 1 lực P trên mặt vật liệu sẽ có

một vết lõm có độ sâu h thì độ cứng theo Brinel là

TB =

P

;[kg / mm 2 ]

π.D.h

(4 – )

3. Độ nhớt

Đây là một đặc tính quan trọng của chất lỏng, mỗi chất lỏng có một độ nhớt nhất định, độ

nhớt này được xác định bằng phương pháp Engler (Chương 3)

Độ nhớt động lực học η* hay còn gọi là hệ số ma sát bên trong của chất lỏng. Tốc độ

chuyển động của hòn bi sắt bán kính r trong môi trường không giới hạn có độ nhớt động lực học

η* dưới sự ảnh hưởng của lực F không lớn tác động liên tục lên hòn bi là không đổi và có trị số

xác định theo định luật Stock

ν=

1 F

η 6πr

(4 – )

Độ nhớt động học η** bằng tỷ số độ nhớt động lực học của chất lỏng và mật độ của nó

ν=

η

ρ

(4 – )

Thông thường quy luật biến đổi độ nhớt theo nhiệt độ tương ứng với phương trình hàm số

mũ:

xlviii

η** = A.e

với A =

W

KT

(4 – )

6.K .T

f .l 3

Trong đó :

A-hằng số đặc trưng cho chất lỏng đang xét

f – tần số dao động nhiệt của phân tử,bằng 1012 đến 1013 lần/giây;

l – khoảng cách giữa các phân tử

K – hằng số Bolzman

T- nhiệt độ(0K)

4.1.3. Đặc tính hóa học của điện môi

Việc nghiên cứu tính chất hoá học của điện môi vì hai nguyên nhân:

Độ tin cậy của vật liệu phải được đảm bảo khi làm việc lâu dài nghĩa là không bị phân huỷ

để giải thoát ra các sản phẩm phụ và không ăn mòn kim loại tiếp xúc nó, không phản ứng

với các chất khác.

– Không có tác dụng hoá học lên các môi trường khác như khí, nước, axit, bazơ, dung dịch

muối..và trong quá trình làm việc lâu dài không bị ảnh hưởng của phóng xạ có tia năng

lượng cao và cần phải ổn định khi chịu tác dụng của những tia đó.

Khi sản suất các chi tiết có thể gia công vật liệu bằng những phương pháp hoá công khác

nhau, phải dính được và hoà tan trong dung dịch tạo thành muối.

4.2. VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN THỂ KHÍ

4.2.1. Không khí

Trong số các vật liệu cách điện thể khí đầu tiên phải nói đến không khí. Không khí được sử

dụng rộng rãi để làm cách điện chủ yếu của đường dây tải điện trên không, cách điện của các thiết

bị điện khác làm việc trong không khí hoặc phối hợp với các chất cách điện rắn và lỏng như : máy

cắt điện dùng không khí với áp suất cao để thổi tắt hồ quang… Cường độ cách điện của không khí

sẽ tăng nếu độ chân không của không khí cao, không khí có ưu điểm lớn là giá thành thấp nhưng

nếu bị ion hoá lại tạo nên ôzôn, ôxit.. mà những chất này ăn mòn rất mạnh những bộ phận bằng

kim loại của các thiết bị điện và oxy hoá các chất cách điện hữu cơ làm cho tính cách điện của

chúng giảm dần. Đối với cách điện của máy điện, cáp điện, máy biến áp tụ điện..nếu quá trình tẩm

không được cẩn thận sẽ còn có những bọt khí bên trong, chúng sẽ làm giảm chất lượng cách điện

vì khi làm việc dưới điện áp cao hay điện trường lớn bọt khí sẽ thành ổ phát sinh vầng quang, phát

sinh nhiệt.

Với cùng một điều kiện thí nghiệm như nhau (áp suất, nhiệt độ, độ ẩm, dạng cực, khoảng

cách giữa các cực..) các chất khí khác nhau có cường độ điện trường cách điện khác nhau. Nếu

xlix

lấy cường độ cách điện của một số chất khí thường dùng trong kỹ thuật điện được cho dưới bảng

sau

l

Bảng 4 – : Đặc tính của không khí với các chất khí khác

Các đặc tính tương

đối

Không khí

Nitơ(N2)

Cacbônic(CO2)

Hyđrô(H2)

Tỷ trọng

1

0,97

1,52

0,07

Nhiệt dẫn suất

1

1,08

0,64

6,69

Tỷ nhiệt

1

1,05

0,85

14,35

Hệ số toả nhiệt từ vật

rắn sang khí

1

1,03

1,13

1,61

Độ bền điện

1

1,00

0,9

0,60

4.2.2. Khí SF6 (Hecxanflorit hay êlêgaz)

Khí SF6 nặng hơn không khí gấp 5 lần, có nhiệt độ sôi ở áp suất thường là -64 0C (2090K)

và có thể nén tới 20at vẫn không hoá lỏng, cường độ cách điện gấp 2,5 lần so với cách điện của

không khí. Khí SF6 là khí trơ, có tính ổn định hoá học cao nhưng khi bị ion hoá sẽ sinh ra các chất

hoá học có tác dụng ăn mòn kim loại, nhiệt độ hoá lỏng của chúng thấp nên cho phép sử dụng

chúng ở áp suất cao khoảng 20 at. Khi ở áp suất cao thì cường độ cách điện tăng lên rất nhiều. Khí

êlêgaz không độc, chịu được tác dụng hoá học, không phân huỷ khi đốt nóng tới 800 0C, có thể sử

dụng được sử dụng rộng rãi trong các máy cắt điện, tụ điện cao áp và trong các máy phát điện tĩnh

ở các cấp điện áp khác nhau…đem lại hiệu quả kinh tế cao.

Khí CCl2F2 (frêôn) có độ bền điện gần bằng khí elêgaz nhưng nhiệt độ sôi của nó bằng

-28 C ở nhiệt độ bình thường có thể chịu nén tới 6at. Tuy vậy, khí frêôn ăn mòn một số vật liệu

hữu cơ rắn, đây là điều cần lưu ý khi dùng loại khí này.

Thực tế những khí trơ có tính ổn định hoá học cao nhưng bị ion hoá thì sinh ra các tạp chất

có tác dụng ăn mòn hoá học kim loại và độc..tuy vậy khi được nén với áp suất cao cường độ cách

điện của chúng tăng cao rất nhiều. Do công nghệ chế tạo, thu nạp khí phức tạp nên giá thành cao.

4.2.3. Khí Hydro (H2)

Khí hidro là một chất có nhiều tính năng đặc biệt, nó rất nhẹ và có hệ số tản nhiệt lớn nên

hay được dùng để làm lạnh máy điện thay thế cho không khí. Mặt khác dùng H 2 để làm lạnh máy

điện sẽ giảm được tổn hao công suất do ma sát giữa trục roto với khí (vì tổn hao này tỉ lệ thuận

với mật độ khí) do đó năng cao được hiệu suất máy, giảm tốc độ già cỗi của vật liệu cách điện

hữu cơ và chống được sự cố cháy cuộn dây khi có ngắn mạch bên trong máy điện. Làm mát còn

hiệu quả hơn khi dùng hidro lỏng chạy trong lòng của dây dẫn của cuộn dây rotor máy phát. Tuy

vậy, nếu như lượng oxy lớn sẽ gây ra cháy nổ do vậy luôn phải giữ áp suất của H 2 trong máy điện

cao hơn áp suất khí quyển để cho không khí không lọt vào, để chống cháy nổ thì khí hidro phải

làm việc trong chu trình kín. Khí H 2 có độ bền thấp hơn không khí nó chỉ bằng 40% độ bền điện

của không khí.

li

4.3. VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN THỂ LỎNG

4.3.1. Dầu máy biến áp

Trong số các vật liệu cách điện thể lỏng thì dầu máy biến áp (MBA) được ứng dụng nhiều

nhất trong kỹ thuật điện. Dầu MBA vừa có tác dụng lấp đầy các lỗ xốp trong vật liệu cách điện

gốc sợi và khoảng trống giữa các dây dẫn của cuộn dây, giữa cuộn dây với vỏ máy làm tăng độ

bền cách điện của các lớp cách điện lên rất nhiều đồng thời có nhiệm vụ làm mát, tăng cường sự

thoát nhiệt do tổn hao công suất trong dây quấn và lõi thép MBA sinh ra.

Dầu MBA được chế biến từ dầu mỏ, dưới dạng chất lỏng có màu vàng sậm, thành phần

hoá học là hỗn hợp của cácbuahydro. Dầu MBA có độ bền cách điện cao (khoảng 25kV/mm),

nhiệt độ đông đặc của dầu -45 0C, nhiệt độ chớp cháy của dầu +135 0C và điểm cháy là 1650C, trị

số tgδ ở tần số 50Hz ≤0,003 ở 200C và ≤0,025 ở nhiệt độ 750C, εdầuMBA = 2,2-2,3. Nó có đặc điểm

sau khi đánh thủng, nó khả năng cách điện của dầu phục hồi trở lại, mặc dù sau nhiều lần bị đánh

thủng một phần dầu bị cháy khi hơi dầu bốc lên hoà lẫn với không khí làm hỗn hợp nổ, rất nguy

hiểm hoặc bị phân huỷ về hoá học.

Độ bền điện của dầu rất nhạy cảm đối với tạp chất nước, chỉ một lượng nhỏ nước lẫn vào

dầu dưới dạng nhũ tương cũng làm cho độ bền điện của dầu giảm đi nhiều. Điều này được giải

thích như sau vì εnước≈ 80 lớn hơn nhiều so với dầu ε dầu≈ 2,2 dưới tác dụng của điện trường các hạt

nước dạng nhũ tương trong dầu bị hút vào những nơi có cường độ điện trường lớn và tại đó sự

phóng điện bắt đầu phát triển. Độ bền điện của dầu còn giảm nhiều hơn nếu như trong dầu còn có

chứa những sợi tạp chất, chúng sẽ làm cầu nối cho sự phóng điện sớm. Khi làm việc ở nhiệt độ

cao có sự thay đổi về hoá học có hại và tạo bọt trong dầu, làm cho độ nhớt giảm dẫn tới làm tắc

các khe hở trong cuộn dây và các bộ phận khác, tức là tính năng cách điện và làm mát của dầu

giảm sút.

Nước có thể xâm nhập vào dầu trong lúc vận chuyển, bảo quản, rót dầu vào thùng hay thiết

bị khi không được sấy khô. Để sấy khô người ta thường dùng một vài phương pháp như: ép dầu

qua lớp giấy lọc, xử lý bằng các chất hấp phụ…Những chỉ số của độ bền điện tối thiểu của dầu

MBA được cho dưới bảng sau, thí nghiệm tiến hành đánh thủng mẫu dầu ở giữa hai điện cực kim

loại hình đĩa có mép uốn tròn, đường kính cực D=25mm, khoảng cách giữa các cực là 2,5mm,

điện áp thử nghiệm xoay chiều tần số 50 Hz.

Bảng 4 – : Tiêu chuẩn về cường độ cách điện của dầu MBA theo bảng sau

Cấp điện áp(kV)

Cường độ cách điện( Ecđ ≥ kV/2,5mm)

Dầu mới

Dầu cũ

≤6

25

20

10-35

30

25

110-220

40

35

≥ 330

50

45

lii

Bảng 4 – : Tính chất của vật liệu cách điện thể lỏng

Vật liệu

Trọng

lượng

riêng

Dầu biến

thế

0,85 -0,92

Tác

Già

Hằng

Độ bền Sản

dụng có

Điểm

Nhiệt

Điện trở

hoá do

số điện

cách phẩm

Độ nhớt ở

Điểm nổ

hại đối

đông đặc

lượng

suất

tác

môi

điện

20 C

C

phân

với

C

riêng

Ω.cm

động

huỷ

cách

(ε)

V/cm

của O2

điện

-10

15-50

-30

14

16

Hidro,

bồ hóng,

÷300

axetilen

+

130-180

1,9

2,2-2,5 10 -10

-30

150-170

1,9

2,0-2,3 1012-1016

axetilen,

hidro, bồ

÷300

hóng

+

150-220

2

2,1-2,5 1012-1016

Hidro,

bồ hóng,

÷200

axetilen

+

-20÷+15

1,2

3-3,5 1013-1014

+

1,5

2,3-2,8 1012-1016

Hidro

-45

Dầu cáp

điện loãng 0,86 -0,89

28-35

Dầu cáp

điện đặc 0,90 -0,95 2.102-3.104

Dầu lanh 0,93 -0,95 30-3.104

50

Dầu

0,76 -0,97 0,6-3.104 -50÷+86 150-300

xilicon

120

100

100

÷200

Một lĩnh vực ứng dụng quan trọng khác của dầu MBA là sử dụng làm cách điện và dập tắt

hồ quang điện giữa các đầu cực trong các máy cắt dầu điện áp cao, nó tạo điều kiện làm nguội

dòng hồ quang và dập tắt hồ quang nhanh. Người ta còn dùng dầu MBA làm cách điện và làm mát

trong một số kháng điện, biến trở và các thiết bị điện khác.

Để xác định điện áp đánh thủng trong dầu người ta xác định bằng công thức kinh nghiệm

Với điện trường đồng nhất hoặc gần đồng nhất

U đt = 40d + 25; [ kV ]

(4 – )

Trong đó

d- khoảng cách điện cực(cm)

Uđt- điện áp đánh thủng(kV)

Với điện trường không đồng nhất:

U đt = 40 3 d 2 ;[kV]

(4 – )

Bảng 4 – : Điện áp đánh thủng

d(cm)

2

3

4

5

6

8

10

15

20

Uđt(kV)

26

38

48

58

68

87

105

145

180

liii

Trong thực tế kể từ khi bắt đầu vận hành dầu đã bị xấu đi do sự già hoá của dầu làm tăng

độ axit trong dầu lên, sự tản nhiệt kém đi và cách điện của dầu bị giảm, các chất nhựa hoà tan hay

bị lắng động xuống đáy thùng sẽ phá huỷ cách điện của dây quấn và ăn mòn kim loại thùng dầu.

Do đó cần phải tách được những thành phần gây già hoá dầu gây ra bằng biện pháp tái sinh dầu

dùng các chất hấp phụ hoặc lắp bộ xiphông nhiệt. Đây là bộ lọc làm việc được nhở có sự đối lưu

dầu: do trong thời gian vận hành dầu MBA bị đốt nóng và giảm tỷ trọng, dầu sẽ nổi lên phần trên

của thùng và chảy vào ống dẫn của xiphông nhiệt. Tại đây dầu nguội dần và tăng tỷ trọng nên

chảy xuống dưới thùng MBA và ta dễ dàng tháo bộ lọc ra để thay thế chất hấp phụ.

4.3.2. Dầu tụ điện, dầu cáp điện

2.1.

Dầu tụ điện:

Dùng để tẩm tụ điện giấy nhất là tụ điện động lực dùng để bù công suất trong hệ thống

điện. Khi giấy cách điện của tụ được tẩm dầu thì độ bền điện sẽ tăng lên do đó giảm được kích

thước, trọng lượng và giá thành của tụ điện. Do cũng được điều chế từ dầu mỏ nên các đặc tính

của dầu tụ điện rất giống với dầu MBA nhưng dầu tụ điện tinh khiết hơn, độ bền điện của nó

trong chân không có trị số lớn hơn 20kV/mm.

2.2.

Dầu cáp điện

Dùng trong việc sản suất cáp điện lực để tẩm lớp giấy cách điện của cáp làm cho độ bền

điện của nó tăng lên. Dầu cáp cũng dùng làm cách điện trong các cáp điện cao áp 110kV; 220kV

người ta dùng dầu có độ nhớt thấp đã loại hết các khí đã hoà tan trong dầu, dầu trong cáp luôn

được lưu thông và duy trì ở mức độ nhất định (1÷3) at do đó loại trừ được khả năng hình thành

bọt khí trong trong dầu. Với các loại cáp ≤35kV dùng dầu có độ nhớt cao, áp suất khoảng 15at

trong ống thép. Tiêu chuẩn dầu cáp có áp suất cao phải có độ nhớt động học(η **) như sau:ở 00C

không quá 5.105cm2/giây, ở 200C không quá 8.104cm2/giây, ở 500C không quá 5.103cm2/s, ở 1000C

không quá 100cm2/s. Lượng tro trong dầu không quá 0,001%, nhiệt độ chớp cháy không thấp hơn

1800C, độ bền điện không nhỏ hơn 20kV/mm, tgδ≥0,003 ở tần số 50Hz và nhiệt độ 1000C.

4.3.3. Điện môi lỏng tổng hợp

Đối với các loại dầu mỏ nói chung để dùng làm chất cách điện trong kỹ thuật điện có ưu

điểm là : rẻ tiền, sản xuất được nhiều, nếu làm sạch tốt thì tổn hao điện môi bé, cường độ cách

điện cao. Nhưng nhược điểm của chúng là dễ cháy, dễ nổ, ít ổn định hoá học khi nhiệt độ cao và

tiếp xúc với không khí, phạm vi làm việc bị giới hạn bởi nhiệt độ, gây nên sự già cỗi cũng như do

điện trường tác dụng. Chính vì lý do này, người ta đã nghiên cứu các loại dầu tổng hợp có một số

đặc tính tốt hơn dầu mỏ, nguyên tắc để tạo ra dầu mỏ tổng hợp là sự Clo hoá các loại

hydrocacbua

– Dầu xôvôn (C12H5Cl5): Trong suốt, không màu, nhiệt độ làm việc cao hơn dầu MBA

thông thường. Trong điện trường lớn dầu xôvôn ổn định hơn dầu mỏ và không bị cháy, nó thường

liv

được dùng để tẩm giấy cho các tụ điện vì nó có độ nhớt cao, làm mát kém và đắt tiền nên ít dùng

cho MBA.

– Dầu Xốp tôn (C6H3Cl3): Dầu không cháy nhưng không dùng cho máy cắt điện vì

chúng sinh ra nhiều cặn và ăn mòn kim loại và rất độc.

– Chất lỏng Silic và Flor hữu cơ: Đều có trị số tgδ thấp, chịu nhiệt cao, độ bền điện

lớn và không hút ẩm nhưng có nhược điểm là giá thành cao.

Ngoài ra các loại dầu mỏ và dầu tổng hợp thường gặp nói trên thì còn có những loại dầu

thực vật lấy từ hạt của một số loại cây như: dầu gai, dầu thầu dầu…

4.4. VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN THỂ RẮN

Vật liệu cách điện thể rắn đóng vai trò rất quan trọng trong kỹ thuật cách điện, có rất nhiều

chủng loại vật liệu cách điện thể rắn với cấu tạo lý, hoá khác nhau cũng như các thông số và tính

chất cách điện khác nhau.

4.4.1. Điện môi hữu cơ cao phân tử

Đây là các hợp chất của cácbon (C) với các nguyên tố khác. Dựa theo nguồn gốc của các

vật liệu cao phân tử người ta có thể phân chúng thành hai loại:

– Loại 1: là những vật liệu nhân tạo được sản suất ra bằng cách chế biến hoá học

những chất cao phân tử có sẵn trong thiên nhiên

– Loại 2: là vật liệu cao phân tử tổng hợp được sản xuất bằng cách tổng hợp từ các

chất thấp phân tử được sử dụng nhiều trong kỹ thuật cách điện.

Tính chất của chúng phụ thuộc vào thành phần hoá học, thực chất nhựa là hỗn hợp phức

tạp của các loại cao phân tử hữu cơ có độ trùng hợp khác nhau.

Nhựa dùng trong KTĐ là loại không hoà tan trong nước, ít hút ẩm nhưng dễ hoà tan trong

các dung môi hữu cơ tương ứng. Tuỳ theo nguồn gốc mà ta có thể chia nhựa ra làm hai loại:

Nhựa tổng hợp (nhân tạo)

Nhựa thiên nhiên

1. Nhựa tổng hợp

a. Nhựa Polyetylen(PE)

Được dùng cho cáp điện tần số cao và cáp điện lực cao áp. Nhìn chung nó có đặc tính cơ

tốt nhưng khi bị đốt nóng độ bền cơ giảm và có hiện tượng oxy hoá nếu có không khí lọt vào.

b. Nhựa Polistirol

Được sản xuất bằng cách trùng hợp stirol, được dùng làm điện môi trong kỹ thuật cao tần,

siêu cao tần, vỏ bọc cuộn dây, làm sơn, màng mỏng chế tạo tụ điện…nhưng có nhược điểm là độ

bền cơ thấp, chịu nhiệt kém (hoá dẻo khoảng 800C).

c. Nhựa bakêlít

lv

Là một trong những loại cách điện quan trọng nhất, sử dụng rộng rãi trong KTĐ được chế

tạo từ phenol (C6H5OH và phocmandehyt HCOH). Loại nhựa này có tính chống lại sự tạo vết và

có khả năng bám dính cao nên chúng được dùng vào việc sản suất chất dẻo, sơn và keo…

d. Nhựa melamin

Chế tạo từ melomin và phocmandehyt dùng làm keo dán rất tốt. Nếu trộn thêm với amiăng,

sợi thuỷ tinh, dùng làm chi tiết chịu nhiệt, như buồng dập hồ quang của máy cắt điện.

e. Nhựa êpôxi

Đây là một chất lỏng nhớt có thể hoà tan trong axêtôn và trong các dung môi thích hợp

khác. Đặc điểm nổi bật của nhựa epoxi là khi hoá cứng ở áp suất cao có khả năng bám dính cao

trên các vật liệu khác nhau như chất dẻo, thuỷ tinh, kim loại… thành chất cách điện có độ bền cơ

cao, khả năng chịu nhiệt tốt. Nó được ứng dụng để sản xuất keo dán, sơn, hợp chất để đổ rót vào

máy biến áp nhỏ hay các đầu nối thiết bị, hộp nối đầu cáp điện lực…

f. Nhựa silicon

Có lịch sử chế tạo từ năm 1944, có công dụng rất quan trọng. Nhựa silicon được chế tạo từ

nguyên tố Si hoặc thạch anh (SiO2). Sản phẩm xilicon chia làm 5 nhóm: dầu silicon, mỡ silicon,

cao su silicon, nhựa và sơn tẩm silicon và nhựa chống bám nước

Dầu silicon: Không màu, không mùi, không bị oxy hoá và không tan trong nước hay cồn.

Phạm vi sử dụng rất rộng, dùng làm dầu bôi trơn bôi lên kim loại và sứ cách điện để chống nước

và dùng làm dầu cách điện.

Mỡ silicon: Chịu được axit, xút, không bị oxy hoá, không ăn mòn cao su và nhựa nhân tạo.

Dùng rộng rãi trên máy bay để bảo vệ cáp, những chi tiết của thiết bị vô tuyến.

Nhựa và sơn tẩm silicon: có tính chống nước, chịu nhiệt cao, có độ bám và đàn hồi. Dùng

để bọc cách điện dây dẫn, hoặc dùng làm chất cách điện cho các máy biến áp khô, công suất nhỏ

hoặc các thiết bị khác có thể làm việc dài hạn ở 180 0C. Lụa thuỷ tinh tẩm sơn xilicon có thể đạt

chất lượng cách điện rất cao mà cách điện loại khác không thể đạt được.

Cao su xilicon: mềm và đàn hồi như cao su tự nhiên, chịu được axit và sút, chậm già hoá.

Dùng để cách điện dây dẫn và cáp điện, bọc những chi tiết thuỷ tinh hay kim loại.

2.

Nhựa thiên nhiên

Chúng có nguồn gốc từ động vật hay thực vật.

a. Nhựa cách kiến

Do một loại côn trùng sống ở vùng nhiệt đới sinh ra, chúng có màu nâu đỏ, thành phần của

nó là các axit hữu cơ có kết cấu phức tạp. Nó thường ít sử dụng để làm chất cách điện, chỉ sử

dụng để chế tạo sơn dán.

b. Nhựa thông (colofan)

lvi

Xem thêm bài viết thuộc chuyên mục: Giáo Dục

Xem thêm bài viết thuộc chuyên mục: Kiến Thức Chung

Related Articles

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

Back to top button