Изоляционный материал

Изолирующий материал (также изолирующий материал ) представляет собой непроводящий материал , в техническом языке , который , следовательно , имеет только чрезвычайно низкое и , следовательно , незначительное электропроводность . Изоляционные материалы используются в электротехнике для протекания электрического тока к токоведущим частям. Изоляторы (например, для кабелей ) изготавливаются из изоляционных материалов (также называемых изоляцией).

В повседневной жизни термин изоляционный материал обычно означает все изоляционные материалы , которые предназначены для препятствования передаче энергии или веществ, например тепла ( теплоизоляция ), звука ( звукоизоляция ) или водяного пара (например, краски ) и воды ( гидроизоляция зданий ).

Электроизоляционные материалы

Керамический изолятор высокого напряжения

Электроизоляционные материалы имеют высокое удельное электрическое сопротивление (мин. 10 ¹⁰  Ом · см) и не являются проводниками. Также они отличаются высокой диэлектрической прочностью и низкой водопоглощающей способностью . Дополнительные требования - это механическая прочность и устойчивость к воздействиям окружающей среды, в зависимости от области применения.

Важными свойствами являются высокое трекинговое сопротивление и тепловая нагрузка. Допустимая тепловая нагрузка обозначается классами изоляции .

В отличие от электрического тока , электромагнитные поля (в зависимости от частоты и длины волны ) могут проникать в изоляционные материалы в разной степени, поэтому, если это нежелательно, кабели необходимо дополнительно экранировать .

Одним из первых технически используемых электроизоляционных материалов в середине 19 века была гуттаперча , высушенный молочный сок гуттаперчевого дерева, произрастающего в малайском регионе , который использовался в районе прокладываемых в то время телеграфных линий.

В настоящее время в качестве изоляционных материалов в основном используются пластмассы ( термореактивные , термопласты , эластомеры ), техническая керамика , изоляционное масло , пропитанная маслом бумага, стекло.

Примеры

Изоляция жил из минеральных волокон (кабель противопожарной защиты)

• Техническая керамика , например Б .:
  • Стеатит , фарфор ( изоляторы , токопроводы)
  • Керамический оксид алюминия
• Термопласт , например Б .:
  • Полиэтилен или PE ( коаксиальный кабель , телефонный и сетевой кабель )
  • сшитый полиэтилен или ВПЭ ( кабель высокого напряжения )
  • Поливинилхлорид или ПВХ (кабель низкого напряжения)
  • Политетрафторэтилен или ПТФЭ (кабели и компоненты с низкими потерями, высоконапряженные, высокочастотные изоляторы)
  • Полиэстер (PES) или поликарбонат (PC) (кабели, конденсаторы , изоляция для обмоточных проводов )
• Термореактивные материалы , например Б .:
  • Твердая бумага ( основной материал печатной платы ), фенопласт (корпус и клеммы)
  • Твердая ткань ( электродвигатели и генераторы)
  • Эпоксидная смола ( заливка, оболочки) и композитные волокна из эпоксидной смолы ( основной материал печатной платы )
  • Смола меламиновая ( аминопласт )
  • Полиуретановая смола (краски, заливочные компоненты, изоляция для обмоточных проводов )
• Эластомеры
  • Силиконовые эластомеры (композитные изоляторы, покрытия для керамических изоляторов)
  • Сополимер этилена и пропилена (изоляция кабеля)
• Масла
  • Силиконовое масло
  • Хлордифенил (больше не разрешено)
  • Трансформаторное масло в выключателях , силовых трансформаторах , силовых конденсаторах , маслонаполненном кабеле .
• Электроизоляционная бумага
• Стакан
  • Боросиликатное стекло
  • Стекло алюмосиликатное
• слюда

Эффект супраизолятора

Как и в случае со сверхпроводниками , при температурах около абсолютного нуля наблюдается эффект увеличения электрического сопротивления некоторых (супра) изоляторов на несколько порядков. Это может быть увеличено вплоть до полного исчезновения электропроводности, такие материалы также известны как Supra insulator (англ. Superinsulator ).

Повреждение перегрузки

Каждый настоящий изоляционный материал может изолировать только до определенного напряжения и температуры. См .: Изолятор: повреждение от перегрузки.

Индивидуальные доказательства

1. ^ Карл Купфмюллер, Вольфганг Матис, Альбрехт Райбигер: Теоретическая электротехника: Введение . Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-642-37940-6 , стр. 263 ( ограниченная предварительная версия в Поиске книг Google [доступ 8 сентября 2016 г.]). 
2. ↑ Отфрид Георг: Электромагнитные поля и сети: Приложения в Mathcad и PSpice . Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-642-58420-6 , стр. 97 ( ограниченная предварительная версия в программе Поиск книг Google [доступ 15 июня 2016 г.]). 
3. ^ Зигфрид Ханклингер: Физика твердого тела . Вальтер де Грюйтер, 2014, ISBN 978-3-486-85850-1 , стр. 592 ( ограниченная предварительная версия в Поиске книг Google [доступ 15 июня 2016 г.]). 
4. ↑ Ханс Флашинг Бек: Теоретическое электричество: Введение для студентов и инженеров . Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-663-04360-7 , стр. 333 ( ограниченная предварительная версия в Поиске книг Google [доступ 18 ноября 2016 г.]). 
5. ↑ Валерий М. Винокур, Татьяна И. Батурина, Михаил В. Фистул, Алексей Ю. Миронов, Михаил Р. Бакланов, Кристоф Странк: суперизолятор и квантовая синхронизация . В кн . : Природа . лента 452 , нет. 7187 , 2008, с. 613-615 , DOI : 10.1038 / nature06837 . 
6. ↑ Уте Кесе: Внезапное сопротивление. В: Wissenschaft.de. 7 апреля 2008, доступ к 8 сентября 2019 . 
7. ↑ Уильям Обургер: Изоляционные материалы в электротехнике . Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-662-26196-5 , стр. 10 ( ограниченная предварительная версия в программе Поиск книг Google [доступ 20 июля 2016 г.]). 
8. ^ Гюнтер Обердорфер: Краткий учебник электротехники . Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-7091-5062-7 , стр. 75 ( ограниченная предварительная версия в Поиске книг Google [доступ 20 июля 2016 г.]). 
9. ↑ Ойген Флеглер: Проблемы электрического пробоя . Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-663-02856-7 , стр. 10 ( ограниченная предварительная версия в программе Поиск книг Google [доступ 8 сентября 2016 г.]). 
10. ^ Ричард Маренбах, Дитер Неллес, Кристиан Туттас: Электроэнергетические технологии: основы, энергоснабжение, приводы и силовая электроника . Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-8348-2190-4 , стр. 241 ( ограниченная предварительная версия в Поиске книг Google [доступ 27 января 2017 г.]).