Kapalné izolanty
- vykazují velmi malou vodivost, většinou způsobenou přítomností iontů nečistot, příměsí nebo kapek vody,
- v silném elektrickém poli jsou volné nosiče náboje urychlovány, mají-li dostatečnou kinetickou energii dochází při srážkách s molekulami izolantu k jejich štěpení na kladný a záporný iont, toto řetězové štěpení se nazývá nárazová ionizace,
- mezi kapalné izolanty patří i zalévací hmoty pro izolaci konců kabelů, kabelových spojek a kabelových průchodek,
Kapalné izolanty se dělí na:
a) izolační oleje,
b) syntetické kapalné izolanty,
c) elektroizolační laky.
a) Izolační oleje - vyrobené destilací ropy:
transformátorový olej
- slouží jako izolační a chladící náplň velkých transformátorů, vypínačů, silových kondenzátorů a jiných vn zařízení,
- pracovní teplota je až 95°C,
- nepříznivou vlastností je navlhání, kdy se snižuje elektrické pevnost,
- pro transformátory vn je předepsána elektrická pevnost 25 kV.mm-1a pro vvn pak 35 kV.mm-1,
- oxidaci se zabraňuje antioxidační úpravou,
- v průběhu provozu dochází ke změnám vlastností oleje, proto je nutná kontrola jeho stavu, případná výměna či regenerace.
kabelové oleje
- vysušené oleje slouží k napouštění izolace kabelů,
- oleje mají vysokou viskozitu – obsahují 15 až 20% kalafuny zamezující zatékání do níže položených částí,
kondenzátorové oleje
- používají se k impregnaci papírových dielektrik zvláště silových kondenzátorů pro nízká a vysoká napětí,
b) Syntetické kapalné izolanty
- odstraňují hlavní nevýhodu ropných (přírodních - minerálních) izolačních olejů – jejích navlhavost
Silikonové oleje
- cenově nákladné, chemicky netečné (nestárnou), nehořlavé a vodu odpuzující látky,
- elektrická pevnost 20 –30 kV.mm-1, dielektrické ztráty tgd=10-3 až 10-4, er=2,2 až 3,
- rozsah použití –50 až +200°C,
- používají se hlavně jako dielektrikum kondenzátorů,
Freony
- fluorované uhlovodíky poškozující ochranou vrstvu atmosféry,
- mají vysokou elektrickou pevnost – 20 kV.mm-1, malé dielektrické ztráty tgd=10-4, er=2 až 3,
- užívají se hlavně pro chlazení nf a vf transformátorů,
- při přítomnosti vody mají korozivní účinky na železo, slabě na měď a hliník.
Chlorovodíkové difenyly
- nehořlavé izolační kapaliny používané k impregnaci dielektrik kondenzátorů (er=4,5 až 5) a jako náplň transformátorů,
- vzhledem k poškozování životního prostředí se dnes jejich používání výrazně omezuje.
c) Elektroizolační laky
- slouží k povrchové izolaci vinutí vodičů elektrických strojů (motory, transformátory, relé), izolací plechů magnetických obvodů a k povrchové ochraně proti navlhání,
- izolační vrstva dosahuje tloušťky od setin po desetiny mm,
- k vytvrzení naneseného laku dochází:
- fyzikálně - odpařením rozpouštědla (benzín nebo ředidlo) v sušárně při zvýšené teplotě,
- chemickou reakcí – vytvrzením (oxidace, polymerace,…) může se provádět při zvýšené teplotě,
- kombinací obou způsobů.
- podle použití se dělí na:
- laky na vodiče a dráty – smalty –vinutí strojů a přístrojů (motorů, transformátorů, relé…)
- impregnační laky – vysoce viskózní laky zabezpečující ochranu proti navlhaní, odvod tepla a zvyšující mechanickou pevnost vinutí,
- povrchové laky – tvoří souvislý a hladký film například papírových lepenek,
- lepivé laky –
- termolepivé laky – po zahřátí vinutí dojde ke slepení laku – vytvoření kompaktního celku,
- podle původu se elektroizolační laky dělí na:
- lihové – přírodní pryskyřice rozpuštěná v lihu – např. kalafuna usnadňující pájení na deskách plošných spojů,
- olejové (přírodní) – nejvýznamnější je fermež (rostlinný olej) a jiné pryskyřice rozpuštěné v benzínu nebo ředidle,
- syntetické – polymerové, silikonové a epoxidové látky či jejich kombinace se specifickými vlastnostmi například teplotní odolností polyamidových laků do 220°C,
Plynné izolanty
a) vzduch
- nejrozšířenější plynný izolant,
- elektrická pevnost je závislá na vlhkosti, znečištění prostředí a vzdálenosti elektrod
- Ep = 3,2 kV.mm-1 při vzdálenosti 10 mm,
- velmi zředěný vzduch (vakuum) Ep »100 kV.mm-1,
b) vodík
- má malou elektrickou pevnost Ep = 2 kV.mm-1,
- je 14x lehčí než vzduch Ţ velmi malý aerodynamický odpor,
- v porovnání se vzduchem má 4x větší schopnost odvádět teplo,
- užívá se k chlazení velkých turboalternátorů a jako zhášecí prostředek v některých vypínačích,
- směs se vzduchem je výbušná,
c) dusík
- užívá se:
- k plnění vysokonapěťových kabelů, kondenzátorů a malých transformátorů,
- jako náplň žárovek menších výkonů (40 až 100 W),
- v tekutém stavu k chlazení
d) vzácné plyny He, Ne, Ar, Kr a Xe
- nejčastěji se používají jako náplně osvětlovacích zdrojů,
- u žárovek chrání wolframový vodič před oxidací a zvyšují účinnost,
- u výbojek zabezpečují vytvoření ionizovaného prostředí vedoucího elektrický proud,
e) fluorid sýrový SF6
- spolehlivý a nehořlavý izolant pro teploty až 200°C s velkou elektrickou pevností Ep = 6 kV.mm-1,
- nevýhodou je jeho nepříznivý vliv na životní prostředí,
- užívá se jako izolační a chladící náplň uzavřených vysokonapěťových vypínačů, transformátorů a jiných silnoproudých zařízení – např. celých zapouzdřených rozvoden.
- vykazují velmi malou vodivost, většinou způsobenou přítomností iontů nečistot, příměsí nebo kapek vody,
- v silném elektrickém poli jsou volné nosiče náboje urychlovány, mají-li dostatečnou kinetickou energii dochází při srážkách s molekulami izolantu k jejich štěpení na kladný a záporný iont, toto řetězové štěpení se nazývá nárazová ionizace,
- mezi kapalné izolanty patří i zalévací hmoty pro izolaci konců kabelů, kabelových spojek a kabelových průchodek,
Kapalné izolanty se dělí na:
a) izolační oleje,
b) syntetické kapalné izolanty,
c) elektroizolační laky.
a) Izolační oleje - vyrobené destilací ropy:
transformátorový olej
- slouží jako izolační a chladící náplň velkých transformátorů, vypínačů, silových kondenzátorů a jiných vn zařízení,
- pracovní teplota je až 95°C,
- nepříznivou vlastností je navlhání, kdy se snižuje elektrické pevnost,
- pro transformátory vn je předepsána elektrická pevnost 25 kV.mm-1a pro vvn pak 35 kV.mm-1,
- oxidaci se zabraňuje antioxidační úpravou,
- v průběhu provozu dochází ke změnám vlastností oleje, proto je nutná kontrola jeho stavu, případná výměna či regenerace.
kabelové oleje
- vysušené oleje slouží k napouštění izolace kabelů,
- oleje mají vysokou viskozitu – obsahují 15 až 20% kalafuny zamezující zatékání do níže položených částí,
kondenzátorové oleje
- používají se k impregnaci papírových dielektrik zvláště silových kondenzátorů pro nízká a vysoká napětí,
b) Syntetické kapalné izolanty
- odstraňují hlavní nevýhodu ropných (přírodních - minerálních) izolačních olejů – jejích navlhavost
Silikonové oleje
- cenově nákladné, chemicky netečné (nestárnou), nehořlavé a vodu odpuzující látky,
- elektrická pevnost 20 –30 kV.mm-1, dielektrické ztráty tgd=10-3 až 10-4, er=2,2 až 3,
- rozsah použití –50 až +200°C,
- používají se hlavně jako dielektrikum kondenzátorů,
Freony
- fluorované uhlovodíky poškozující ochranou vrstvu atmosféry,
- mají vysokou elektrickou pevnost – 20 kV.mm-1, malé dielektrické ztráty tgd=10-4, er=2 až 3,
- užívají se hlavně pro chlazení nf a vf transformátorů,
- při přítomnosti vody mají korozivní účinky na železo, slabě na měď a hliník.
Chlorovodíkové difenyly
- nehořlavé izolační kapaliny používané k impregnaci dielektrik kondenzátorů (er=4,5 až 5) a jako náplň transformátorů,
- vzhledem k poškozování životního prostředí se dnes jejich používání výrazně omezuje.
c) Elektroizolační laky
- slouží k povrchové izolaci vinutí vodičů elektrických strojů (motory, transformátory, relé), izolací plechů magnetických obvodů a k povrchové ochraně proti navlhání,
- izolační vrstva dosahuje tloušťky od setin po desetiny mm,
- k vytvrzení naneseného laku dochází:
- fyzikálně - odpařením rozpouštědla (benzín nebo ředidlo) v sušárně při zvýšené teplotě,
- chemickou reakcí – vytvrzením (oxidace, polymerace,…) může se provádět při zvýšené teplotě,
- kombinací obou způsobů.
- podle použití se dělí na:
- laky na vodiče a dráty – smalty –vinutí strojů a přístrojů (motorů, transformátorů, relé…)
- impregnační laky – vysoce viskózní laky zabezpečující ochranu proti navlhaní, odvod tepla a zvyšující mechanickou pevnost vinutí,
- povrchové laky – tvoří souvislý a hladký film například papírových lepenek,
- lepivé laky –
- termolepivé laky – po zahřátí vinutí dojde ke slepení laku – vytvoření kompaktního celku,
- podle původu se elektroizolační laky dělí na:
- lihové – přírodní pryskyřice rozpuštěná v lihu – např. kalafuna usnadňující pájení na deskách plošných spojů,
- olejové (přírodní) – nejvýznamnější je fermež (rostlinný olej) a jiné pryskyřice rozpuštěné v benzínu nebo ředidle,
- syntetické – polymerové, silikonové a epoxidové látky či jejich kombinace se specifickými vlastnostmi například teplotní odolností polyamidových laků do 220°C,
Plynné izolanty
a) vzduch
- nejrozšířenější plynný izolant,
- elektrická pevnost je závislá na vlhkosti, znečištění prostředí a vzdálenosti elektrod
- Ep = 3,2 kV.mm-1 při vzdálenosti 10 mm,
- velmi zředěný vzduch (vakuum) Ep »100 kV.mm-1,
b) vodík
- má malou elektrickou pevnost Ep = 2 kV.mm-1,
- je 14x lehčí než vzduch Ţ velmi malý aerodynamický odpor,
- v porovnání se vzduchem má 4x větší schopnost odvádět teplo,
- užívá se k chlazení velkých turboalternátorů a jako zhášecí prostředek v některých vypínačích,
- směs se vzduchem je výbušná,
c) dusík
- užívá se:
- k plnění vysokonapěťových kabelů, kondenzátorů a malých transformátorů,
- jako náplň žárovek menších výkonů (40 až 100 W),
- v tekutém stavu k chlazení
d) vzácné plyny He, Ne, Ar, Kr a Xe
- nejčastěji se používají jako náplně osvětlovacích zdrojů,
- u žárovek chrání wolframový vodič před oxidací a zvyšují účinnost,
- u výbojek zabezpečují vytvoření ionizovaného prostředí vedoucího elektrický proud,
e) fluorid sýrový SF6
- spolehlivý a nehořlavý izolant pro teploty až 200°C s velkou elektrickou pevností Ep = 6 kV.mm-1,
- nevýhodou je jeho nepříznivý vliv na životní prostředí,
- užívá se jako izolační a chladící náplň uzavřených vysokonapěťových vypínačů, transformátorů a jiných silnoproudých zařízení – např. celých zapouzdřených rozvoden.
Naposledy změněno: středa, 24. únor 2010, 13.53