Как называется материал для изоляции
Изоляционные материалы
Изоляцио́нные материа́лы (электроизоляционные материалы) — диэлектрики, которые служат целям электрической изоляции. Фактически электроизоляционные материалы предназначены препятствовать протеканию — безразлично, постоянного и переменного тока.
Применяются электроизоляционные материалы в электротехнических, радиотехнических и электронных приборах и устройствах.
Электроизоляционные материалы можно подразделить по агрегатному состоянию. [источник?]
Газообразные. У всех газообразных электроизоляционных материалов диэлектрическая проницаемость близка к 1 и тангенс диэлектрических потерь так же мал, зато мало и напряжение пробоя. Чаще всего в качестве газообразного изолятора используют воздух, однако в последнее время всё большее применение находит элегаз (гексафторид серы, SF6), обладающий почти втрое бо́льшим напряжением пробоя и значительно более высокой дугогасительной способностью. Иногда для изготовления электроизоляционных материалов применяют сочетание газообразных и органических материалов.
Жидкие — чаще всего используют в трансформаторах, выключателях, кабелях, вводах для электрической изоляции и в конденсаторах из пропитанной маслом бумаги.
Природные неорганические — наиболее распространённый материал слюда, она обладает гибкостью при сохранении прочности, хорошо расщепляется, что позволяет получить тонкие пластины. Химически стойка и нагревостойка. В качестве электроизоляционных материалов используют мусковит и флогопит, однако мусковит всё же лучше.
Искусственные неорганические — хорошим сопротивлением изоляции обладают малощелочные стёкла, стекловолокно, ситалл, но основным электроизоляционным материалом всё же является фарфор (полевошпатовая керамика). Эта керамика широко используется для изоляторов токонесущих проводов высокого напряжения, проходных изоляторов, бушингов и т. д. Однако из-за высокого тангенса диэлектрических потерь не годится для высокочастотных изоляторов. Для других более узких задач используется керамика — форстеритовая, глинозёмистая, кордиеритовая и т. д.
Естественные органические — в последнее время в связи с расширением производства синтетических электроизоляционных материалов их применение сокращается. Выделить можно следующие — целлюлоза, парафин, пек, каучук, янтарь и другие природные смолы.
Синтетические органические — большая часть данного материала приходится на долю высокомолекулярных химических соединений — пластмассы.
Электро-, звуко- и шумоизоляционные материалы
В электрике существует определенный вид покрытий, который служит изоляционным целям. Изоляционные материалы бывают различного назначения: для трубопроводов, стен и пола, крыши, часто они используются в строительстве, электромонтажных и производственных работах.
Виды и назначение
Изоляционные защитные материалы используются для защиты жилого и производственного помещения от негативного воздействия окружающей среды. Их применение зависит от типа покрытий. Существуют следующие виды изоляции:
Помимо такой классификации также существует разделение покрытий в зависимости от их формы. Бывают жидкие, плотные и порошковые варианты. Рассмотрим подробнее каждый из них.
Фото — изоляторы для трубопровода
Теплоизоляционные, ветро- и звукоизоляционные
Теплоизоляционные или термоизоляционные строительные материалы ГОСТ Р 52953-2008 используются для уменьшения теплопотерь потолка, пола и стен. Они могут применяться как для наружной, так и внутренней отделки с целью уменьшения теплопроводности здания. Такое свойство присуще им благодаря специальной конструкции, подразумевающей высокую пористость и плотность.
Фото — минвата
Существуют такие основные типы теплоизоляции:
Несмотря на то что органические отделочные покрытия имеют множество достоинств, сейчас они редко используются для утепления фасадов, т. к. обладают низкой огнестойкостью. В основном они применяются как изоляционные материалы для трубопроводов газа, системы водоснабжения и отдельных водяных труб.
Ветроизоляционные пленки часто отождествляют с изолирующими тепло, но они служат несколько иной цели. Эти панели представлены пленочными мембранами, основное назначения которых останавливать воздушный поток и препятствовать его попаданию внутри помещения. Покрытия этого типа часто используются для деревянных домов (у которых высокий уровень пористости), защиты пола и крыши от продувания.
Фото — Ветроизоляционные пленки
Ветроизоляционные материалы очень похожи на пароизоляционные, и они представлены пенополиэтиленом, мембранными, диффузионными пленками, для намотки которых необходимо применение специальных мягких дисков. К слову, утеплитель, в зависимости от материала, из которого он изготовлен, может выступать в роли ветроизолятора.
Рассмотрим, каковы цены на изоляционный материал ВПЭ Comfort 3 мм Лавсан (рулонные изделия):
Помимо Лавсан, вы также можете купить изоляционные защитные материалы производства ТПК Байкал, Екатеринбургский завод (ЕЗИМ) и Глобал Термал.
Звукоизоляция
Звукоизоляционные и шумоизоляционные защищают помещение от шума, проникающего в жилое здание извне. Они являются необходимыми как при строительстве частного дома, так и при самостоятельном капитальном ремонте квартиры. Современные пленки делятся на:
Ключевым отличием между ними является их назначение. Акустические помогают улучшить слышимость внутри конкретного помещения, а прокладочные устраняют проблему шума улицы от авто и т. д. Такие свойства обеспечиваются определенной фактурой и конструкцией плит. Они могут быть представлены в виде минеральной ваты или пенопласта, где, с одной стороны, мягкая структура, а с другой – жесткий отражающий лист (например, алюминиевый или асбестоцементный). Сейчас также производятся полимерные пленки, которые имеют мембранную структуру. Они известны комбинированными свойствами за счет мягкого внутреннего слоя и пористого наружного, которые поглощают звук из помещения и отражают частоты с улицы.
Паро- и гидроизоляционные покрытия
Эти материалы необходимы для защиты конструкции от воздействия воды, конденсата или химических веществ. Наиболее часто они используются как кровельные покрытия, т. к. именно на этот участок здания больше всего воздействуют атмосферные осадки. В основном они битумные (т. е., пластичные, мягкие) и изготавливаются на основе металлической стружки, минералов, различных пластиков. Могут выпускаться в следующих формах:
Помимо кровли их также часто используют для отделки пола, в особенности, если здание построено на столбовом или свайном фундаменте.
Фото — Пароизоляционная пленка
Видео: применение изоляционных материалов в электротехнике
Электроизоляционные материалы
Высокотемпературные электроизоляционные пленки и мастики предназначены для защиты токонесущих жил электрических проводов. Они необходимы для защиты от короткого замыкания или соединения жил. Характеристики нагревостойкости:
Производство кабелей с изоляцией осуществляется практически в каждом крупном городе РФ и стран СНГ.
Виды, свойства и область применения электроизоляционных материалов
Любое электрическое оборудование, включая генераторы, силовые установки и распределительные устройства, состоит из токоведущих частей. Для надежной и безопасной эксплуатации последние должны быть защищены друг от друга и от воздействия окружающих компонентов. В этих целях используются электроизоляционные материалы.
Важно, чтобы обмотка на якоре была отделена от его сердечника, виток возбуждения – от аналогичной детали, полюсов и каркаса агрегата. Материалы, которые применяются для изоляции чего-либо от воздействия электрического тока, называются диэлектриками. Стоит отметить, что такие изделия бывают двух типов – одни абсолютно не пропускают ток, другие – хоть и делают это, но в мизерных количествах.
При создании подобных материалов применяют органические и неорганические элементы вкупе с различными добавками, необходимыми при пропитке и склеивании. В последнее время широкую популярность набирает жидкая изоляция для проводов, часто используемая в выключателях и трансформаторах (например, трансформаторное масло). Не реже в электротехническом оборудовании применяют газообразные диэлектрики, вплоть до обычного воздуха.
Электроизоляционные материалы и сферы их применения
К основным областям применения электроизоляционных материалов можно отнести различные промышленные ветви, радиотехнику, приборостроение и монтаж электрических сетей. Диэлектрики – это основные элементы, от которых зависит безопасность и стабильность работы любого электроприбора. На качество и функциональность изоляции влияют различные параметры.
Таким образом, главная причина применения электроизоляции – соблюдение правил безопасности. В соответствии с ними строго запрещено эксплуатировать оборудование с частично или полностью отсутствующей изоляцией, поврежденной оболочкой, поскольку даже малые токи могут нанести вред человеческому организму.
Свойства диэлектриков
Для того чтобы гарантировать выполнение важных функций, электроизоляционные изделия должны обладать необходимыми свойствами. Основное отличие диэлектрика от проводника – намного большее удельное сопротивление (100-1100 Ом*см). С другой стороны, их электрическая проводимость в 14-15 раз ниже токоведущих жил. Связано это с природным происхождением изоляционных материалов, в составе которых намного меньше свободных отрицательных электронов и положительно заряженных ионов, влияющих на токопроводимость.
Важно! Несмотря на последнее высказывание, при нагревании любого диэлектрика количество ионов и электронов существенно возрастает, из-за чего повышается электрическая проводимость и возникает риск пробоя током.
Все свойства диэлектриков можно разделить на две основные группы – активные и пассивные, при этом вторая является наиболее важной. К пассивным относится диэлектрическая проницаемость: чем меньше ее значение, тем более надежным и качественным является изолятор, поскольку он не оказывает негативного влияния на электрическую схему и не добавляет паразитные емкости. С другой стороны, если изделие эксплуатируется в роли диэлектрического конденсатора, то проницаемость должна быть максимально высокой (паразитные емкости в данном случае важны).
Параметры изоляции
К числу основных относятся:
Оценивая качество и эффективность диэлектриков, и сравнивая их свойства, нужно выявить зависимость перечисленных параметров от значений тока и напряжения. По сравнению с проводниками электроизоляционные компоненты имеют повышенную электрическую прочность. Учитывая сказанное выше, не менее важным является то, насколько хорошо изоляторы сохраняют свои полезные свойства и удельные величины при нагревании, увеличении напряжения и других воздействиях.
Классификация диэлектрических материалов
Выбор того или иного изоляционного материала зависит от мощности тока, протекающего по проводникам оборудования. Существует несколько критериев для классификации диэлектриков, но наиболее важными являются два – агрегатное состояние и происхождение. Для изоляции шнуров бытовых электроприборов используют твердые изоляторы, трансформаторов и прочего высокомощного оборудования – жидкие и газообразные.
Классификация по агрегатному состоянию
По агрегатному состоянию выделяют три типа диэлектрических материалов – твердые, жидкие и газообразные.
Твердые диэлектрики
Электроизоляционные материалы данного типа считаются наиболее распространенными и популярными, используются практически во всех сферах, где присутствует оборудование с токоведущими частями. Их качество зависит от некоторых химических свойств, при этом диэлектрическая проницаемость может быть совершенно разной – 10-50 000 (безразмерная величина).
Твердые изоляторы бывают полярными, неполярными и сегнетоэлектрическими. Главное отличие трех разновидностей – принцип поляризации. Основными свойствами данных материалов являются химическая стойкость, трекингостойкость и дендритостойкость. От химической стойкости зависят возможности диэлектрика противостоять воздействию агрессивной среды – кислотам, щелочам, активным жидкостям. Трекингостойкость влияет на защиту от электрической дуги, дендритостойкость – от появления дендритов.
Керамические изоляторы эксплуатируют как линейные и проходные диэлектрики в составе подстанций. Для защиты бытовых электрических приборов могут применяться текстолиты, полимеры и бумажные изделия, промышленного оборудования – лаки, картон и различные компаунды.
Сочетая несколько разных материалов, производителям диэлектриков удается получить особые свойства изделия. Благодаря этому повышается устойчивость к нагреву, воздействию влаги, экстремально низких температур и даже радиации.
Наличие нагревостойкости говорит о том, что изолятор способен выдерживать высокие температуры, но в каждом отдельном случае максимальная планка будет разной (она может достигать и 200, и 700 град. Цельсия). К числу таковых относятся стеклотекстолитовые, органосиликатные и некоторые полимерные материалы. Фторопластовые диэлектрики устойчивы к воздействию влаги, могут эксплуатироваться в тропиках. Вообще фторопласт не только гидрофобен, но еще и негигроскопичен.
Если в состав электротехнического оборудования включены атомные элементы, то важно использовать изоляцию, устойчивую к радиоактивному фону. На помощь приходят неорганические пленки, часть полимеров, стеклотекстолиты и различные слюдинитовые изделия.
Жидкие диэлектрики
Диэлектрики в подобном агрегатном состоянии зачастую эксплуатируются в промышленном электрооборудовании. Наиболее ярким примером являются трансформаторы, для безопасной работы которых требуется специальное масло. К числу жидких диэлектриков можно отнести сжиженный газ, парафиновое или вазелиновое масло, спреи, дистиллированную воду, которая была очищена от солей и других примесей.
Жидкие электроизоляционные материалы описываются следующими технико-эксплуатационными характеристиками:
Величина физических параметров жидких диэлектриков зависит от степени их чистоты (загрязнения). Наличие твердых примесей в воде или масле приводит к существенному повышению электрической проводимости, что связано с увеличением числа свободных электронов и ионов. Жидкости очищаются разными методами, начиная от дистилляции и заканчивая ионным обменом. После выполнения данного процесса повышается электропрочность материала и снижается его электропроводность.
Жидкие электроизоляторы можно разделить на три основные группы:
Газообразные диэлектрики
Самыми популярными газообразными диэлектриками считаются электротехнический газ, азот, водород и воздух. Все они могут быть разделены на две категории – естественные и искусственные. К первым относится воздух, который часто эксплуатируют в качестве диэлектрика для защиты токоведущих частей линий электрической передачи и машин.
Наряду с преимуществами, есть у воздуха недостатки, из-за чего он не подходит для эксплуатации в герметичном оборудовании. Поскольку в его состав входит большое содержание кислорода, то данный газ является окислителем, поэтому в неоднородном поле существенно снижается электрическая прочность.
Азот – отличный вариант для изоляции силовых трансформаторов и высоковольтных линий электропередач. Помимо хороших изоляционных свойств, водород способен принудительно охлаждать оборудование, поэтому зачастую применяется в высокомощных электромашинах. Для герметизированных установок подойдет электротехнический газ, при использовании которого снижается взрывоопасность любых агрегатов. Электротехнический газ часто эксплуатируется в высоковольтных выключателях, что обусловлено способностью к гашению электрической дуги.
Классификация по происхождению
По происхождению диэлектрики делятся на органические и неорганические.
Органические диэлектрики
Органические электроизоляционные изделия можно разделить на естественные и синтетические. Все материалы, относящиеся к первой категории, в последнее время практически не эксплуатируются, что связано с увеличением производственных мощностей синтетических диэлектриков, стоимость которых намного ниже.
Естественными диэлектриками являются растительные масла, парафин, целлюлоза и каучук. К синтетическим материалам можно отнести пластмассы и эластомеры разных типов, применяемые в бытовых приборах и другой электротехники.
Неорганические диэлектрики
Электроизоляционные материалы неорганического типа бывают естественные и искусственными. Из компонентов природного происхождения можно выделить слюду с большой устойчивостью к воздействию химически активных веществ и высоких температур. Не менее популярными являются мусковит и флогопит.
Искусственные диэлектрики – стекло в чистом или разбавленном видах, фарфор и керамика. Материалам данной категории зачастую придают особые свойства, добавляя в их состав различные компоненты. Если изолятор проходной, то нужно применять полевошпатовую керамику с большим тангенсом диэлектрических потерь.
Волокнистые электроизоляционные материалы
Волокнистые диэлектрики эксплуатируются для защиты различного оборудования. К числу таковых относятся каучук, целлюлоза, различные ткани, нейлоновые и капроновые изделия, полистирол и полиамид.
Органические волокнистые диэлектрики имеют высокую гигроскопичность, поэтому практически никогда не используются без специальной пропитки. В последние годы вместо органических изоляторов применяют синтетические волокнистые изделия с ярко выраженной нагревостойкостью.
В качестве примера можно выделить стеклянные волокна и асбест: первые пропитываются лаками и смолами, улучшающими гидрофобность, вторые характеризуются минимальной прочностью, поэтому в их состав добавляют хлопчатобумажные элементы. Речь идет о материалах, которые не плавятся при нагреве.
Классы нагревостойкости электроизоляционных материалов
Класс нагревостойкости диэлектриков указывается буквой латинского алфавита. Перечислим основные из них:
Выбор электроизоляционных материалов зависит не только от мощностей оборудования, но и от условий его эксплуатации. Например, для высоковольтных линий электропередач должны использоваться диэлектрики с повышенной морозостойкостью и защитой от воздействия ультрафиолетовых лучей.
Таким образом, информация выше может использоваться только в качестве ознакомительных целей, а окончательное решение должен принимать профессиональный, квалифицированный специалист.
Электроизоляционные материалы
С электрическим током шутки, как известно, плохи. Поэтому токопроводящие части электрической цепи стараются надежно предохранить от возможности контакта с человеком. К чему приводит подобный контакт понятно всем, особенно если речь идет о напряжении бытовой сети в 220 Вольт. А если 380 Вольт для трехфазной сети? Для того чтобы избежать неприятных последствий этого и служат изоляционными материалы или говоря по-научному диэлектрики. Их назначение видно из их названия – они выполняют изоляцию находящихся под напряжением частей электрической цепи, то есть защищают от утечек электрического тока. Это утечка может быть направлена как на человека, так и на другие токопроводящие части. Самый простой пример, когда при повреждении изоляция проводов однофазной сети образуется прямой контакт фазного и нулевого провода. В результате происходит короткое замыкание, которое может привести к очень неприятным последствиям.
Изоляционные материалы, служащие для защиты токопроводящих частей должны обладать определенным набором характеристик, позволяющих им выполнять данную функцию. Наиболее важным является удельное сопротивление материала, так как эта физическая величина характеризует способность препятствовать прохождения через него электрического тока. Чем оно выше, тем лучше данный материал справляется с изоляционными функциями. Важной характеристикой является также напряжение пробоя.
Пробоем диэлектриков называют состояние, при котором они теряют свои изоляционные свойства, то есть перестают выполнять свои защитные функции. Номинальное рабочее напряжение должно быть 2-4 раза ниже пробойного напряжения. Также важна диэлектрическая проницаемость материала, чем она меньше, тем лучше диэлектрические свойства. Для изоляционных материалов важно, чтобы свои диэлектрические свойства они сохраняли в возможно большем диапазоне параметров окружающей среды таких как температура, влажность, ультрафиолетовое излучение и т.д.
Изоляционные материалы могут находиться в трех агрегатных состояниях – газообразном, жидком и твердом. При этом газообразные и жидкие диэлектрики находят в основном промышленное применение или используется в готовых изделиях, например, конденсаторах. Вообще видов изоляционных материалов существует великое множество, но для рядового потребителя, осуществляющего простой домашний электромонтаж выбор не так уж велик.
Изоляционные ленты
Пожалуй, нет ни одного человека, который хоть раз в жизни не использовал бы изоленту. Она служит для изоляции электрических проводов при их соединении друг с другом и при ремонте проводов с поврежденной изоляцией.
На массовом рынке представлены изоленты из двух видов материалов – на тканевой хлопчатобумажной основе (ХБ) и изолента из поливинилхлорида (ПВХ).
Преимуществом данной изоленты является то, что по сравнению с изолентой ПВХ при нагреве электрического провода она твердеет, а не плавится, тем самым предотвращая возникновение оголенного контакта и возникновение короткого замыкания. При низких температурах, например, при электромонтаже на открытом воздухе, она меньше подвержена ломкости и остается липкой, когда ПВХ изолента уже перестает прилипать. Изолента ХБ бывает двух видов – для повседневного применения и для использования в производственных целях. Они маркируются цифрой 1 или 2, которые означают одностороннюю или двухстороннюю липкость, а также областью применения.
Изолента ХБ для повседневного применения:
1 ШОЛ – односторонняя изолента обычной липкости
2 ШОЛ – двусторонняя изолента обычной липкости.
Изолента ХБ для производственного использования:
1 ПОЛ – односторонняя изолента обычной липкости
2 ПОЛ – двусторонняя изолента обычной липкости
2 ППЛ – двусторонняя изолента повышенной липкости.
Эта изолента выпускается чаще всего в традиционном черном цвете, роликами различной длины. Также она различается и шириной ролика, которая указывается после марки продукта, например, 1 ШОЛ20 – это лента шириной 20 мм. Напряжение пробоя составляет для изоленты бытового применения 1 кВ, для специальных промышленных марок может доходить и до 6 кВ.
Рисунок 1. Изолента ХБ
При покупке изоленты ПВХ следует иметь в виду, что чем меньше толщина изоленты, тем хуже диэлектрические свойства изделия. Но тут, как говорится, палка о двух концах, слишком толстой изолентой работать труднее и добиться надежного контакта требует определенных навыков. Естественно, производитель должен гарантировать высокое качество клеевого покрытия, в противном случае изделие просто не будет выполнять свои функции. Толщина клеевого покрытия обычно составляет 20 мкм. Напряжение пробоя для изоленты ПВХ толщиной 150 мкм составляет 6 кВ.
Рисунок 2. Изолента ПВХ
Термоусаживаемые трубки (ТУТ)
Практически каждому, кто занимался электромонтажом, конечно, известен старый добрый кембрик, незаменимый, когда производится протяжка провода и он подвергается изгибу и повороту. Любой электрик скажет вам, что в таких местах требуется дополнительная защита и изоляция. Но технологии не стоят на месте и на смену кембрикам приходят более функциональные и надежные изделия – это термоусаживаемые или термоусадочные трубки (ТУТ). Но это не единственное назначение ТУТ, они с успехом применяются и для изолирования соединения проводов и выдерживают напряжение до 600 В.
Область применения.
Если кратко обозначить области применения ТУТ, то к основным относятся:
— восстановление поврежденной изоляции
— создание герметичного соединения там, где это требуется
— изолирование места соединения проводов
— использование для информационной маркировки проводов
— использование в качестве декоративного, защитного и противокоррозионного покрытия.
Там, где требуется высокая степень герметизации используются специальные трубки с клеевым покрытием, после завершения процесса монтажа образуется практически полностью герметичное соединение. Следует заменить, что ТУТ несут в себе еще и определенную эстетическую функцию – они бывают разных цветов (черный, красный, желтый, зеленый, синий и прозрачный) и соединение при их использовании выглядит гораздо красивее и аккуратнее, чем соединение изолентой. ТУТ выпускаются под все стандартные диаметры проводов. Потребитель может выбрать либо бухты по 100 или 200 метров, если он профессиональный электромонтажник или куски как правило метрового размера. В наличие имеются и наборы под разные диаметры проводов.
При монтаже следует учитывать, что ТУТ, кроме радиальной усадки, дают еще и продольную доходящую до 15 процентов.
 |  |
| Рисунок 3. ТУТ бухта цвет белый | Рисунок 4. ТУТ размер 1м |
Своеобразным, но весьма полезным аксессуаром является термоусаживаемый колпак (капа). Он используется для обеспечения изоляции, герметизации и защиты кабеля во время электромонтажных работ, транспортировки и хранения. Также данный аксессуар может использоваться как заглушка для металлических и пластиковых труб. Также капы можно использовать в качестве заглушек для стальных и полимерных труб.
Рисунок 5. Термоусаживаемый колпак
Таковы основные изоляционные материалы, используемые в несложном бытовом электромонтаже. Тем не менее при правильном выборе, монтаже и использовании они отлично справляются со своими функциями.