Szigetelőanyagok Szigetelők és felhasználásuk
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
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.
Szigetelők felosztása Szigetelők Szilárd Folyékony Légnemű
Szilárd szigetelők 1. Tulajdonságok: jól mérhető vezetőképesség (általában az idővel és a hővel nő) villamos utóhatás (átpolarizálódás) veszteségi tényező (tgδ) átütési szilárdság & ívjelenségek
Szilárd szigetelők 2. műanyagok - majd később! porcelán szteatit üveg csillám papír
Porcelán Kaolin + földpát + kvarc + szódás máz Előnyök: extrém átütési szilárdság gyakorlatilag öregedésmentes Hátrányok: utólagos megmunkálás kizárt törékeny Felhasználás: Erősáramú szigetelések (kábeltechnika)
Szteatit Másnéven zsírkő - Kicsit gyengébb villamos paraméterek - jóval teherbíróbb Felhasználás: NF adótornyok (rádió & TV) talpszigetelése
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
Csillám Szilikát ásvány (természetes alapú) lemezszerűen hasítható jó villamos szigetelő jó hővezető teljesítményfélvezetők szigetelése hűtőborda alá porítva vászonra, papírra bevonatként
Papír természetes, adalékmentes papír Kiváló szigetelő, de csak szárazon! Gyúlékony Kondenzátor dielektrikum távbeszélő kábelek szigetelése impregnálni kell + pótlólagos vízvédelem
Néhány érdekesség Azbeszt: szálas szilikátásvány (100nm nagyságrend szálak) súlyosan rákkeltő 1500 fokig hőálló Természetes gyanták: jól oldhatóak hőre lágyulnak vegyi hatásokra semlegesek jellemzően
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
Szigetelő olaj Hátránya: tisztára gyártás tisztán tartás (!) nagy hő hatására bomlik gyúlékony - gőzképződést gátolni kell Tárolás: - Hermetikusan zárt fémhordókban Tisztítás: - szűrés, centrifugálás
Folyékony jellegű szigetelők Se nem szilárd, se nem folyékony : Kiöntőanyagok: - bitumen (néha keverve adalékokkal, pl. fenyőgyanta) - viaszok: - állati eredetű (méhviasz) - ipari eredetű (paraffin)
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
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.
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
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 25-40 Titánoxid 20-100 Alumíniumoxid 100-150 Trafó olaj 80-200 PVC 100-300 Polietilén 200 Polisztirol 220-500
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
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