Hlavní druhy izolačních materiálů

Elektroizolační materiály jsou materiály, které nevedou elektrický proud. Jsou široce používány v elektrotechnice, elektronice, radiotechnice a dalších oborech, kde je nutné izolovat živé části od ostatních částí nebo od okolí.

Elektroizolační materiály mají různé vlastnosti, které závisí na jejich chemickém složení, struktuře, teplotě, frekvenci a intenzitě elektrického pole.

Elektroizolační materiály lze rozdělit na anorganické a organické. Mají různé výhody a nevýhody, které určují oblasti jejich použití a vyhlídky vývoje.

V tomto článku se podíváme na hlavní typy, vlastnosti a aplikace přírodních organických a anorganických elektroizolačních materiálů, jako je celulóza, parafín, smola, pryž, slída, křemen, azbest a další.

Rozdíly mezi organickými a anorganickými izolačními materiály

Anorganické materiály jsou takové, které neobsahují uhlík a vznikají neživými procesy, jako je krystalizace, srážení, oxidace atd.

Organické materiály jsou takové, které obsahují uhlík a jsou tvořeny živými organismy nebo jejich produkty.

Mezi anorganická dielektrika patří materiály jako skla, slída, keramika, anorganické filmy, fosfáty kovů, elektroizolační beton a další.

Vyznačují se vysokou tvrdostí, tepelnou odolností, chemickou odolností a průrazným napětím. Jsou také nehořlavé, odolné vůči světlu a ozónu, ale mají složitou výrobní technologii.

Anorganická dielektrika prakticky nestárnou pod střídavým napětím, ale mohou stárnout při konstantním napětí v důsledku elektromigrace iontů a elektrolýzy.

Mezi organická dielektrika patří materiály jako polymery, vosky, laky, pryže, papíry, lakované tkaniny a další. Vyznačují se vysokou pružností, elasticitou, lehkostí a nízkou cenou. Jsou také snadno zpracovatelné a tvarovatelné.

Organická dielektrika jsou však hořlavá, málo odolná proti atmosférickým a provozním vlivům a také stárnou pod střídavým napětím v důsledku částečných výbojů, dendritů a vodních stromů.

Přírodní organické elektroizolační materiály

Přírodní organické elektroizolační materiály jsou materiály, které pocházejí z rostlinných nebo živočišných zdrojů a mají schopnost blokovat tok elektrického proudu.

Patří k polárním elektroizolačním materiálům, to znamená, že mají vysokou dielektrickou konstantu a tangens dielektrických ztrát. Mají také dobrou mechanickou pevnost, pružnost, tepelnou a chemickou odolnost.

Přírodní organické elektroizolační materiály se používají v elektrotechnickém průmyslu k izolaci vodičů, kabelů, transformátorů, kondenzátorů, spínačů a dalších přístrojů a zařízení. Umožňují zvýšit spolehlivost, bezpečnost a úsporu energie elektrických sítí a zařízení.

Mezi přírodní organické elektroizolační materiály lze rozlišit následující:

Je to polysacharid, který tvoří základ rostlinných vláken jako je bavlna, len, juta, konopí atd.

Celulóza se používá k výrobě papíru, lepenky, vatelínu, korku a dalších materiálů, které se používají k izolaci vodičů, kabelů, transformátorů, kondenzátorů atd.

Celulóza má nízkou tepelnou vodivost, vysokou pevnost a pružnost a dobrou snášenlivost s různými impregnacemi a nátěry. Avšak celulóza má také nevýhody, jako je hygroskopičnost, stárnutí, hořlavost, náchylnost k biologickému rozkladu a korozi.

Jedná se o tvrdý vosk, který se získává z oleje nebo rašeliny. Parafín má nízký bod tání, vysoký objemový měrný odpor a nízkou tečnu dielektrických ztrát.

Parafín se používá k impregnaci papírové a látkové izolace a také k potahování vodičů a kabelů.

Parafín zvyšuje mechanickou pevnost, voděodolnost a tepelnou odolnost izolace a také ji chrání před oxidací a korozí. Parafín má však i nevýhody, jako je nízká přilnavost k jiným materiálům, nízká tepelná odolnost a náchylnost ke krystalizaci a praskání.

Jde o přírodní pryskyřici, která pochází z kůry některých tropických stromů. Rozteč má vysoký bod tání, vysoký objemový měrný odpor a nízkou tečnu dielektrických ztrát.

Smola se používá k impregnaci a nátěrům papírových a látkových izolací, dále k výrobě laků, emailů a plastů.

Smola zvyšuje mechanickou pevnost, voděodolnost a tepelnou odolnost izolace a také jí dodává lesklý vzhled. Smola má však i nevýhody, jako je vysoká cena, obtížnost při získávání a zpracování, nízká přilnavost k jiným materiálům, náchylnost k oxidaci a korozi.

Jedná se o přírodní latex, který se získává ze šťávy některých rostlin, jako je Hevea, Ficus, Euphorbia atd. Guma má vysokou elasticitu, pevnost, odolnost a voděodolnost.

Z pryže se vyrábí pryž, která se používá k izolaci drátů, kabelů, pneumatik, duší atd.

Pryž má dobré elektrické izolační schopnosti a také chrání vodiče před mechanickým poškozením, vibracemi, atmosférickými vlivy a chemickými činidly. Kaučuk má však i nevýhody, jako je nízká tepelná odolnost, stárnutí, hořlavost, náchylnost k oxidaci a korozi.

Jantar a další přírodní pryskyřice

Jde o organické látky, které vznikají v důsledku zkamenění mízy starých stromů. Jantar a další přírodní pryskyřice mají vysokou tvrdost, průhlednost, objemový elektrický odpor a tangens nízkých dielektrických ztrát.

Jantar a další přírodní pryskyřice se používají k výrobě vzácných šperků a také k izolaci vysokofrekvenčních nástrojů a zařízení.

Castorový olej

Jedná se o tekutinu, která se získává ze semen rostliny Ricinus. Ricinový olej má nízký bod tuhnutí, vysoký objemový elektrický odpor a tangens nízkých dielektrických ztrát. Ricinový olej se používá k impregnaci papírové a látkové izolace a také k izolaci kabelů a trubek.

Jedná se o přírodní textilní materiál, který se získává z kukly některých druhů motýlů. Hedvábí má vysokou pevnost, pružnost, lesk a hladkost. Hedvábí se používá k výrobě textilních izolací a také k izolaci vodičů a kabelů.

Přírodní anorganické izolační materiály

Přírodní anorganické izolační materiály jsou materiály, které neobsahují uhlík a vznikají neživými procesy jako je krystalizace, srážení, oxidace atd.

Patří k nepolárním elektroizolačním materiálům, to znamená, že mají nízkou dielektrickou konstantu a tangens dielektrických ztrát. Mají také vysokou tvrdost, tepelnou odolnost, chemickou odolnost a průrazné napětí.

Mezi přírodními anorganickými izolačními materiály lze rozlišit:

Jedná se o skupinu minerálů, které mají vrstevnatou strukturu a mají vysokou elektrickou izolační schopnost. Slída se nachází v různých horninách, jako je žula, rula, břidlice atd.

Slída má různé barvy v závislosti na jejím chemickém složení a nečistotách. Nejběžnějšími typy slídy jsou muskovit, biotit, flogopit a lepidolit.

Slída má nízkou tepelnou vodivost, vysokou pevnost a pružnost a dobře se štípe, což umožňuje získat tenké desky. Chemicky a tepelně odolný.

Moskovit a flogopit se používají jako elektroizolační materiály, ale muskovit je stále lepší.

Slída se používá k izolaci vysokoteplotních a vysokofrekvenčních přístrojů a zařízení, jako jsou kondenzátory, odpory, termočlánky, pece atd.

Je to minerál, který se skládá z oxidu křemičitého. Křemen má různé odrůdy, jako je horský křišťál, ametyst, achát, onyx atd.

Křemen má vysokou tvrdost, průhlednost, vysoký objemový odpor a nízkou tečnu dielektrických ztrát.

Křemen se používá k výrobě optických, akustických, piezoelektrických a tepelně stabilizovaných nástrojů a zařízení, jako jsou čočky, hranoly, mikrofony, reproduktory, generátory, rezonátory atd. Křemenný písek se používá k plnění a utěsnění izolace kabelů, trubek, přípojnic atd.

Jedná se o skupinu minerálů, které mají vláknitou strukturu a mají vysokou požární odolnost a tepelnou izolaci. Azbest se nachází v různých horninách, jako je chrysotil, krocidolit, antogofilit atd. Má různé barvy v závislosti na chemickém složení a nečistotách.

Azbest se používá k výrobě tkanin, lepenky, cementu, barev a dalších materiálů, které se používají k izolaci a ochraně před ohněm, teplem a chemikáliemi. Azbest má však také nevýhody, jako je vysoká toxicita, karcinogenita, azbestóza a mezoteliom.

Jedná se o materiál, který se získává z jílu, kaolinu, živce a dalších minerálů vypalováním za vysokých teplot. Keramika má vysokou tvrdost, tepelnou odolnost, chemickou odolnost a průrazné napětí.

Keramika se používá k výrobě izolátorů, průchodek, rezistorů, kondenzátorů a dalších přístrojů a zařízení.

Jedná se o materiál, který se získává tavením oxidu křemičitého, sodíku, vápníku a dalších látek. Sklo má vysokou průhlednost, objemový odpor a tangens nízkých dielektrických ztrát.

Sklo se používá k výrobě optických, akustických, piezoelektrických a tepelně stabilizovaných nástrojů a zařízení, jako jsou čočky, hranoly, mikrofony, reproduktory, generátory, rezonátory atd.

Telegramový kanál pro ty, kteří se chtějí každý den učit nové a zajímavé věci: Škola pro elektrikáře