Szigetelőanyagok. Szigetelők és felhasználásuk

Átírás

1 Szigetelőanyagok Szigetelők és felhasználásuk

2 Mi az a szigetelő? A szigetelőanyagok szerepe, hogy az áram útját elhatárolják. Ha az áram útja el van határolva, csak az előírt helyen tud folyni. vezetők szétválasztása megfelelés a kapcsolási rajznak érintésvédelem

3 Fontosabb minősítő jellemzők átütési szilárdság szigetelési ellenállás dielektromos veszteség mechanikai szilárdság hőállóság kémiai stabilitás időbeli minőségváltozások (öregedés) Tökéletes szigetelőanyag nincs, minden szigetelőanyag vezeti az elektromos áramot, csak éppen nagyon kis mértékben.

4 Szigetelők felosztása Szigetelők Szilárd Folyékony Légnemű

5 Szilárd szigetelők 1. Tulajdonságok: jól mérhető vezetőképesség (általában az idővel és a hővel nő) villamos utóhatás (átpolarizálódás) veszteségi tényező (tgδ) átütési szilárdság & ívjelenségek

6 Szilárd szigetelők 2. műanyagok - majd később! porcelán szteatit üveg csillám papír

7 Porcelán Kaolin + földpát + kvarc + szódás máz Előnyök: extrém átütési szilárdság gyakorlatilag öregedésmentes Hátrányok: utólagos megmunkálás kizárt törékeny Felhasználás: Erősáramú szigetelések (kábeltechnika)

8 Szteatit Másnéven zsírkő - Kicsit gyengébb villamos paraméterek - jóval teherbíróbb Felhasználás: NF adótornyok (rádió & TV) talpszigetelése

9 Üveg Kiváló szigetelőanyag, magas átütési szilárdsággal Hátránya, hogy törékeny és utólag nem lehet megmunkálni Előnyei: vizuális minőségellenőrzés olcsó Nagyfesz. kábelfüggesztő szigetelés optikai kábelek fényvezető anyaga epoxi kompozit NYHL vázanyaga

10 Csillám Szilikát ásvány (természetes alapú) lemezszerűen hasítható jó villamos szigetelő jó hővezető teljesítményfélvezetők szigetelése hűtőborda alá porítva vászonra, papírra bevonatként

11 Papír természetes, adalékmentes papír Kiváló szigetelő, de csak szárazon! Gyúlékony Kondenzátor dielektrikum távbeszélő kábelek szigetelése impregnálni kell + pótlólagos vízvédelem

12 Néhány érdekesség Azbeszt: szálas szilikátásvány (100nm nagyságrend szálak) súlyosan rákkeltő 1500 fokig hőálló Természetes gyanták: jól oldhatóak hőre lágyulnak vegyi hatásokra semlegesek jellemzően

13 Folyékony szigetelők Ha folyékony szigetelő, akkor szinte kizárólag: ásványi alapú olaj A tisztaság a minőség mérőszáma 125kV az átütési szilárdsága (/cm) alacsony permittivitás öngyógyuló átütés után nagyfesz szakaszolókban ívkioltáshoz is kiváló hőelvezető az áramlás miatt felhasználás: transzformátorokban

14 Szigetelő olaj Hátránya: tisztára gyártás tisztán tartás (!) nagy hő hatására bomlik gyúlékony - gőzképződést gátolni kell Tárolás: - Hermetikusan zárt fémhordókban Tisztítás: - szűrés, centrifugálás

15 Folyékony jellegű szigetelők Se nem szilárd, se nem folyékony : Kiöntőanyagok: - bitumen (néha keverve adalékokkal, pl. fenyőgyanta) - viaszok: - állati eredetű (méhviasz) - ipari eredetű (paraffin)

16 Kiöntőanyagok Általában a víz kizárása (impregnálás) a cél a villamos szigetelőképesség megtartása mellett. Hátrány: - nagy zsugorodás (nem is jó önteni?!) - csak erősáramú környezetben, transzformátorok, eltérítő tekercsek rögzítése, impregnálása

17 Légnemű szigetelőanyagok Erősáramú technikában kézenfekvősége miatt is gyakran alkalmazzák (ún. szabadvezetékek, nincs külön burkolat, a szigetelést a levegő biztosítja), de csak a levegőt. levegő H 2 (tiszta hidrogén) SF 6 (Kén - hexafluorid) A legfontosabb közös kérdés velük kapcsolatban az átütés és mérhető formája az átütési szilárdság.

18 Levegő, mint szigetelő olcsó (szinte ingyen ) könnyen szennyeződik nehezen kontrollálható a pontos összetétel időjárásfüggő állatvilág? (szigeteletlen szabadvezetékek) távtartók kellenek annyira nem is jó szigetelő => nem lehet miniatürizálni

19 Átütési szilárdság Az a legnagyobb feszültség, amelynél az adott anyag még éppen nem üt át. Térerő nő => elektron pályája nyúlik => egy leszakad, elrepül => viszi a szomszédost => lavina szerű hatás Anyag Átütési szilárdság (kv/cm) Levegő 21 Száraz papír Titánoxid Alumíniumoxid Trafó olaj PVC Polietilén 200 Polisztirol

20 Hidrogén, mint szigetelő Előny: - kis sűrűség, nem szivárog vészesen - jó hővezető (hűtési célra is) - oxigén NINCS a zárt rendszerben, így égés sincs Hátrány: - ha VAN oxigén=>robbanásveszély (gyulany) - drága tisztán tartani, de muszáj

21 Kén-hexafluorid (SF 6 ) Nagy zárlati teljesítményű hálózatok megszakítóiban alkalmazzák gáztöltetként. (szakaszoló berendezések) A kén-hexafluoridban égő ív azonos gáznyomás és áramerősség esetén jóval kisebb átmérőjű, mint levegőben. A levegőnél hamarabb regenerálódik, ha mégis bekövetkezik az ívkisülés A fluor mérgező, a tárgyalt vegyületünk pedig erősen üvegház hatású és blokkolja a légzési reflexet... drága