常见电工材料在绝缘上的应用

常见电工材料在绝缘上的应用

——高电压工程

2014年4月21日

目录

第一章固体绝缘材料 (3)

一、概况 (3)

二、分类 (3)

三、常见固体绝缘材料举例 (3)

1、NOMEX绝缘纸 (3)

2、绝缘漆 (4)

3、酚醛树脂 (4)

第二章液体绝缘材料 (5)

一、简介 (5)

二、分类： (5)

1、按极性强弱： (5)

2、按材料来源： (5)

三、几种常见液体绝缘材料介绍 (5)

1、变压器油： (5)

2、硅油 (6)

第三章气体绝缘材料 (7)

一、简介 (7)

二、纯气体绝缘材料 (8)

1、空气 (8)

2、SF6气体 (8)

3、氮气 (8)

三、混合气体绝缘材料 (8)

1、SF6/N2混合气体 (8)

2、SF6/CO2混合气体 (9)

附录：小组分工 (9)

参考文献： (10)

第一章固体绝缘材料

一、概况

固体绝缘材料可分有机、无机两类。有机固体绝缘材料包括绝缘漆、绝缘胶、绝缘纸、绝缘纤维制品、塑料、橡胶、漆布漆管及绝缘浸渍纤维制品、电工用薄膜、复合制品和粘带、电工用层压制品等。无机固体绝缘材料主要有云母、玻璃、陶瓷及其制品。相比之下，固体绝缘材料品种多样，也最为重要。

二、分类

三、常见固体绝缘材料举例

1、NOMEX绝缘纸

NOMEX 绝缘纸是一种高结晶、由热塑性芳香聚酰胺纤维合成、经特殊设备加工制成的耐高温的绝缘材料。即使温度超过 220℃时，它的稳定性依然良好。在液体冷却介质中高温运行不会裂解，正常工作状态下，该绝缘纸可耐受 180℃温度（变压器中普通绝缘纸为A 级绝缘105℃）。

NOMEX绝缘纸是一种芳香族聚酰胺，由两种形式的芳香族聚酰胺的聚合物制成。细小的纤维状粘结颗粒一层析纤维是在很高的剪切作用下从聚合物上直接切下来的。这些颗粒与从纤维丝上切下的一定长度的短纤维混合在一起。

短纤维及层析纤维两种组元在一种水基浆料中混合，再由专门的制纸机制成成连续的片状结构。刚从机器中出来的纸的密度较低，只具有中等的机械和电气性能。随后通过高温轧光来实现致密化及内部粘结。这样生产出来的NOMEX绝缘纸具有较高的机械强度、柔性和良好电气性能，而且可以在较高的温度下保持其特性。

根据电气化铁道牵引负荷的情况，在牵引变压器制造中使用新型绝缘材料，NOMEX 绝缘纸代替普通绝缘纸，提高变压器的过负荷能力，降低牵引变压器的安

装容量，减少基本容量费的支出，从而降低电气化铁道运营成本，具有良好的应用前景。

它具有独特而恰当的性能平衡，多年来被广泛用于变压器、电机、发电机以及其它电气设备以提高电气绝缘的可靠性。

2、绝缘漆

绝缘漆是以高分子聚合物为基础，能在一定的条件下固化成绝缘膜或绝缘整体的重要绝缘材料。绝缘漆一般是由漆基、溶剂或稀释剂和辅助材料三部分组成，按使用范围及形态分为：浸渍漆、覆盖漆、硅钢片漆、防电晕漆四种。

3、酚醛树脂

酚醛树脂的优点是原材料来源丰富，工艺简单，成本低；具有较好的力学性能，电绝缘性能和热稳定性；酚醛树脂的产量占热固性树脂首位；电气绝缘材料生产中应用最多的一种。

酚醛树脂的缺点是机械性能较差，也不耐油和化学腐蚀，为了克服上述缺陷，人们对酚醛树脂进行了改性，在酚醛树脂中加入不同的填料可得到功能各异的改性酚醛塑料，如在配料中加入石棉、云母，能增加它的耐酸、耐碱、耐磨性，可用作化工设备的材料和电机、汽车的配件；加入玻璃纤维可以增加硬度，可用作机器零件等；

酚醛树脂主要用于生产压塑粉、层压塑料；制造清漆或绝缘、耐腐蚀涂料。其中，压塑粉是可用模压、传递模塑和注射成型法制成各种塑料制品。常用木粉作填料，为制造某些高电绝缘性和耐热性制件，也用云母粉、石棉粉、石英粉等无机填料。热塑性酚醛树脂压塑粉主要用于制造开关、插座、插头等电气零件，日用品及其他工业制品。热固性酚醛树脂压塑粉主要用于制造高电绝缘制件。

第二章液体绝缘材料

一、简介

液体绝缘材料，是用以隔绝不同电位导体的液体，又可以成为绝缘油。它主要填充在固体材料内部或者极间空隙，以提高其介电性能，并改进设备的散热性能。

性能：液体绝缘材料击穿强度高，介质损耗角正切（tgσ）小，绝缘电阻率高，相对介电常数小。此外，还具有优良的物理性能和化学性能，如气化温度高，闪点高，凝固点低，热导率大，热稳定性好，在电场作用下吸气性小等。

二、分类：

1、按极性强弱：

弱极性、非极性、极性和强极性；

2、按材料来源：

⑴矿物绝缘油：从石油中提炼精制，用于制造变压器、电缆、电容器等，是现今工程上使用最多的液体绝缘材料。

⑵合成绝缘油：人工合成的液体绝缘材料，现今投入使用的主要有芳烃合成油、硅油、酯类油、醚类和砜类合成油、聚丁烯等。

⑶植物油：主要有蓖麻油、大豆油、菜籽油等，是工程上最早使用的液体绝缘材料。蓖麻油是优良的脉冲电容器的浸渍剂。

三、几种常见液体绝缘材料介绍

1、变压器油：

变压器油是石油的一种分馏产物，其主要成分是烷烃，环烷族饱和烃，芳香族不饱和烃等化合物，俗称方棚油。良好的变压器油应该是清洁而透明的浅黄色液体，没有沉淀物、机械杂质悬浮物及棉絮状物质。如果变压器油收到污染和氧化，并产生树脂和沉淀物，变压器油的油质就会发生劣化，颜色也会从原先的浅黄色逐渐变成浅红色，直至变为深褐色的液体。当变压器有故障时，也会使其中的变压器油的颜色发生变化。

变压器油的分类：

(1)按最低环境温度分：