Электр приборлорунда жана электр менен жабдуу схемаларында колдонулган кээ бир материалдар диэлектрдик касиетке ээ, башкача айтканда, токко жогорку каршылыкка ээ. Бул жөндөм аларга ток өткөрбөөгө мүмкүндүк берет, ошондуктан алар ток өткөрүүчү бөлүктөр үчүн изоляцияны түзүү үчүн колдонулат. Электр изоляциялоочу материалдар ток өткөрүүчү бөлүктөрүн бөлүү үчүн гана эмес, ошондой эле электр тогунун коркунучтуу таасиринен коргоону түзүүгө арналган. Мисалы, электр шаймандарынын электр зымдары изоляция менен капталган.
Электр изоляциялоочу материалдар жана алардын колдонулушу
Электр изоляциялоочу материалдар өнөр жайда, радио жана прибор жасоодо, электр тармактарын өнүктүрүүдө кеңири колдонулат. Электр приборунун нормалдуу иштеши же электр менен камсыздоо схемасынын коопсуздугу негизинен көз карандыдиэлектриктер колдонулат. Электрдик изоляцияга арналган материалдын кээ бир параметрлери анын сапатын жана мүмкүнчүлүктөрүн аныктайт.
Изоляциялык материалдарды колдонуу коопсуздук эрежелерине баш ийет. Изоляциянын бүтүндүгү электр тогу менен коопсуз иштөөнүн ачкычы болуп саналат. Изоляциясы бузулган приборлорду колдонуу өтө кооптуу. Кичине эле электр тогу адамдын организмине таасир этиши мүмкүн.
Диэлектриктердин касиеттери
Электр изоляциялоочу материалдар өз функцияларын аткаруу үчүн белгилүү бир касиеттерге ээ болушу керек. Диэлектриктер менен өткөргүчтөрдүн негизги айырмасы чоң көлөмдөгү каршылык (109–1020 Ом см). Диэлектриктерге салыштырмалуу өткөргүчтөрдүн электр өткөргүчтүгү 15 эсе чоң. Бул изоляторлордо өз табияты боюнча материалдын ток өткөргүчтүгүн камсыз кылган эркин иондор жана электрондор бир нече эсе аз болгондуктан. Бирок материалды ысытканда алардын саны көбөйөт, бул электр өткөрүмдүүлүктүн жогорулашына өбөлгө түзөт.
Диэлектриктердин активдуу жана пассивдүү касиеттерин айырмалоо. Изоляциялоочу материалдар үчүн пассивдүү касиеттери эң маанилүү. Материалдын диэлектрдик өтүмдүүлүгү мүмкүн болушунча төмөн болушу керек. Бул изоляторго паразиттик сыйымдуулуктарды чынжырга киргизбөөгө мүмкүндүк берет. Конденсатордун диэлектриги катары колдонулган материал үчүн диэлектрдик өтүмдүүлүк, тескерисинче, мүмкүн болушунча чоң болушу керек.
Изоляция параметрлери
Негизги параметрлергеэлектрдик изоляцияга электрдик күч, электрдик каршылык, салыштырмалуу өткөрүмдүүлүк, диэлектрик жоготуу бурчу кирет. Материалдын электр изоляциялык касиеттерин баалоодо саналып өткөн мүнөздөмөлөрдүн электр тогу менен чыңалуу чоңдуктарына көз карандылыгы да эске алынат.
Электр изоляциялоочу буюмдар жана материалдар өткөргүчтөр жана жарым өткөргүчтөр менен салыштырганда көбүрөөк электр кубаттуулугуна ээ. Ошондой эле диэлектрик үчүн ысытуу, чыңалууну жогорулатуу жана башка өзгөртүүлөр учурунда өзгөчө маанилердин туруктуулугу маанилүү.
Диэлектрик материалдардын классификациясы
Өткөргүчтөн өткөн токтун күчүнө жараша өз мүмкүнчүлүктөрү боюнча айырмаланган изоляциянын ар кандай түрлөрү колдонулат.
Электр изоляциялоочу материалдар кандай көрсөткүчтөр боюнча бөлүнөт? Диэлектриктердин классификациясы алардын агрегаттык абалына (катуу, суюк жана газ түрүндөгү) жана келип чыгышына (органикалык: табигый жана синтетикалык, органикалык эмес: табигый жана жасалма) негизделет. Катуу диэлектриктердин эң кеңири таралган түрү, аны тиричилик шаймандарынын же башка электр шаймандарынын шнурларынан көрүүгө болот.
Катуу жана суюк диэлектриктер өз кезегинде чакан топторго бөлүнөт. Катуу диэлектриктерге лакталган кездемелер, ламинат жана слюдалардын ар кандай түрлөрү кирет. Момдар, майлар жана суюлтулган газдар суюк электр изоляциялоочу материалдар болуп саналат. Атайын газ түрүндөгү диэлектриктер алда канча аз колдонулат. Бул түрү да камтыйттабигый электр изолятору аба болуп саналат. Аны колдонуу абанын мыкты диэлектрик кылган өзгөчөлүгүнө гана эмес, ошондой эле экономикага да байланыштуу. Абаны изоляция катары колдонуу кошумча материалдык чыгымдарды талап кылбайт.
Катуу диэлектриктер
Катуу электрдик изоляциялоочу материалдар ар кандай тармактарда колдонулган диэлектриктердин эң кеңири классы болуп саналат. Алар ар кандай химиялык касиеттерге ээ жана диэлектрдик туруктуулугу 1ден 50 000ге чейин.
Катуу диэлектриктер полярдуу эмес, полярдуу жана ферроэлектриктерге бөлүнөт. Алардын негизги айырмачылыктары поляризация механизмдеринде. Изоляциянын бул классы химиялык каршылык, байкоо каршылык, дендритикалык каршылык сыяктуу касиеттерге ээ. Химиялык туруктуулук ар кандай агрессивдүү чөйрөлөрдүн (кислота, щелоч ж. б.) таасирине туруштук берүү жөндөмдүүлүгүнөн көрүнөт. Издөө каршылыгы электр жаасынын таасирине туруштук берүү жөндөмүн, ал эми дендриттик каршылык дендриттердин пайда болушун аныктайт.
Катуу диэлектриктер энергетиканын ар кандай тармактарында колдонулат. Мисалы, керамикалык электр изоляциялоочу материалдар көбүнчө подстанцияларда линия жана втулка изоляторлору катары колдонулат. Кагаз, полимерлер, стекловолок электр приборлору үчүн изоляция катары колдонулат. Машиналар жана түзмөктөр үчүн көбүнчө лактар, картон, аралашма колдонулат.
Ар кандай эксплуатация шарттарында колдонуу үчүн, изоляцияга ар түрдүү айкалыштыруу менен кээ бир өзгөчө касиеттер берилетматериалдар: жылуулук каршылык, нымдуулук каршылык, радиация каршылык жана суукка туруктуулук. Жылуулукка туруктуу изоляторлор 700°Сге чейинки температурага туруштук бере алат, булар айнектерди жана алардын негизиндеги материалдарды, органозилиттерди жана кээ бир полимерлерди камтыйт. Нымга чыдамдуу жана тропикалык шарттарга туруктуу материал гигроскопиялык эмес жана гидрофобдук болгон фторопласт.
Радиацияга туруктуу изоляция атомдук элементтери бар түзүлүштөрдө колдонулат. Анын курамына органикалык эмес пленкалар, полимерлердин кээ бир түрлөрү, айнектен жасалган жана слюда негизиндеги материалдар кирет. Үшүккө туруштуулугу -90°Сге чейинки температурада өз касиеттерин жоготпогон изоляциялар. Космостук же вакуумдук шарттарда иштеген түзүлүштөр үчүн арналган изоляцияга атайын талаптар коюлат. Бул максаттар үчүн атайын керамика камтыган вакуум өткөрбөгөн материалдар колдонулат.
Суюк диэлектриктер
Суюк электр изоляциялоочу материалдар көбүнчө электр машиналарында жана аппараттарында колдонулат. Мунай трансформатордо изоляциянын ролун аткарат. Суюк диэлектриктерге ошондой эле суюлтулган газдар, тойбогон вазелин жана парафин майлары, полиорганосилоксандар, дистилденген суу (туздардан жана кирлерден тазаланган) кирет.
Суюк диэлектриктердин негизги мүнөздөмөлөрү болуп диэлектрдик өтүмдүүлүк, электрдик күч жана электр өткөргүчтүгү саналат. Ошондой эле, диэлектриктердин электрдик параметрлери көбүнчө алардын тазалоо даражасына көз каранды. Катуу аралашмалар эркин иондордун жана электрондордун өсүшүнөн улам суюктуктардын электр өткөрүмдүүлүгүн жогорулата алат. Суюктуктарды дистилляция, ион алмашуу ж.б. материалдын электр бекемдигинин жогорулашына алып келет, ошону менен анын электр өткөрүмдүүлүгүн азайтат.
Суюк диэлектриктер үч топко бөлүнөт:
- мунай майлары;
- өсүмдүк майлары;
- синтетикалык суюктуктар.
Көбүнчө колдонулган майлар трансформатор, кабель жана конденсатор майлары сыяктуу мунай майлары. Синтетикалык суюктуктар (кремний жана фторорганикалык бирикмелер) аппарат курууда да колдонулат. Мисалы, кремний органикалык бирикмелер үшүккө чыдамдуу жана гигроскопиялык болгондуктан, алар чакан трансформаторлордо изолятор катары колдонулат, бирок алардын баасы мунай майларынын баасына караганда жогору.
Өсүмдүк майлары электр изоляциялоо технологиясында изоляциялоочу материалдар катары иш жүзүндө колдонулбайт. Аларга кастор, зыгыр, кара куурай жана тунг майы кирет. Бул материалдар начар полярдуу диэлектриктер жана негизинен кагаз конденсаторлорун импрегнациялоо үчүн жана электр изоляциялоочу лактарда, боёктордо жана эмальдарда пленка түзүүчү агент катары колдонулат.
Газ диэлектриктер
Кеңири таралган газ түрүндөгү диэлектриктер аба, азот, суутек жана SF6 газы. Электр изоляциялоочу газдар табигый жана жасалма болуп бөлүнөт. Табигый аба электр линияларынын ток өткөрүүчү бөлүктөрүнүн жана электр машиналарынын ортосунда изоляция катары колдонулат. Изолятор катары абанын кемчиликтери бар, аны мөөр басылган түзүлүштөрдө колдонуу мүмкүн эмес. Кычкылтектин жогорку концентрациясынын болушуна байланыштуу аба кычкылдандыргыч болуп саналат, ал эми бир тектүү эмес талааларда абанын төмөнкү электрдик күчү пайда болот.
Күч трансформаторлору жана жогорку вольттогу кабелдер изоляция катары азотту колдонушат. Суутек электрдик изоляциялоочу материал болуу менен бирге мажбурлап муздатуу да болуп саналат, ошондуктан ал көбүнчө электр машиналарында колдонулат. Мөөр басылган орнотууларда SF6 көбүнчө колдонулат. SF6 газы менен толтуруу аппаратты жарылууга туруктуу кылат. Ал жаа өчүрүүчү касиеттеринен улам жогорку вольттогу өчүргүчтөрдө колдонулат.
Органикалык диэлектриктер
Органикалык диэлектрик материалдар табигый жана синтетикалык болуп бөлүнөт. Табигый органикалык диэлектриктер учурда өтө сейрек колдонулат, анткени синтетикалык диэлектриктерди өндүрүү барган сайын кеңейип, ошону менен алардын өздүк наркын төмөндөтүүдө.
Табигый органикалык диэлектриктерге целлюлоза, каучук, парафин жана өсүмдүк майлары (кастор майы) кирет. Синтетикалык органикалык диэлектриктердин көбү ар кандай пластмассалар жана эластомерлер, көбүнчө электр тиричилик шаймандарында жана башка жабдууларда колдонулат.
Органикалык диэлектриктер
Органикалык эмес диэлектрик материалдар табигый жана жасалма болуп бөлүнөт. Табигый материалдардын эң кеңири таралганы химиялык жана жылуулукка туруктуу болгон слюда. Флогопит жана мусковит электрдик изоляция үчүн да колдонулат.
Жасалма органикалык эмесдиэлектриктерге айнек жана анын негизиндеги материалдар, ошондой эле фарфор жана керамика кирет. Колдонулушуна жараша жасалма диэлектрикке өзгөчө касиеттер берилиши мүмкүн. Мисалы, диэлектрдик жоготуу тангенси жогору болгон втулкалар үчүн талаа шпаты керамика колдонулат.
Булалуу электр изоляциялоочу материалдар
Булалуу материалдар көбүнчө электр аппараттарында жана машиналарда изоляция үчүн колдонулат. Аларга өсүмдүк тектүү материалдар (каучук, целлюлоза, кездемелер), синтетикалык текстиль (нейлон, капрон), ошондой эле полистирол, полиамид ж.б. материалдар кирет.
Органикалык булалуу материалдар өтө гигроскопиялык, ошондуктан алар атайын импрегнациясыз сейрек колдонулат.
Жакында органикалык материалдардын ордуна жылуулукка туруктуулугу жогору болгон синтетикалык була изоляциясы колдонулууда. Аларга айнек буласы жана асбест кирет. Айнек буласы анын гидрофобдук касиетин жогорулатуу үчүн түрдүү лактар жана чайырлар менен сиңирилген. Асбест буласы аз механикалык күчкө ээ, ошондуктан ага көбүнчө пахта буласы кошулат.
