3. Изоляционные материалы

Изоляционные материалы предназначены для изоляции электрических цепей и для применения в качестве рабочего диэлектрика в конденсаторах. Современная технология производства диэлектрических материалов позволяет создать активные диэлектрики с регулируемыми электрическими свойствами (сегнетоэлектрики, пьезоэлектрики), находящими применение в различных областях электротехники. Изоляционные материалы образуют наиболее широкий класс электротехнических материалов. Не существует универсальных изоляторов. Выбор изоляционных материалов проводится по совокупности характеристик материала для конкретных условий применения.

В зависимости от агрегатного состояния изоляционные материалы могут быть газообразные, жидкие и твердые. Иногда выделяют класс твердеющих изоляторов (лаки, компаунды).

С точки зрения характера поляризации изоляционные материалы, независимо от их агрегатного состояния, делят на полярные и неполярные.

3.1. Газообразные изоляционные материалы

Наиболее распространенным газовым изолятором являются воздух, который в силу всеобщей распространенности, даже помимо нашей воли, часто входит в состав электрических устройств. Для воздушных линий электропередач воздух является основным изолятором между голыми проводами. Кроме воздуха в электротехнике используют азот и водород. В табл. 3.1 приведены сравнительные характеристики газообразных изоляторов по отношению к воздуху.

Сравнительные характеристика газовых изоляторов

Таблица 3.1

Характеристика	Воздух	Азот	Водород
1. Плотность	1,0	0,97	0,07
2. Удельная теплопроводность	1.0	1.08	6,69
3. Удельная теплоемкость	1,0	1,05	14.35
4. Электрическая прочность	1,0	1,00	0,60

По электрической прочности газообразные изоляторы, приведенные в таблице примерно одинаковы, но водород резко отличается своей теплопроводностью и теплоемкостью, в связи с чем часто используется для охлаждения электрических машин. Основной недостаток водорода - горючесть и способность вместе с воздухом образовывать взрывоопасную смесь.

Азот обладает тем преимуществом, что он химически не активен и не оказывает окисляющее воздействие на другие вещества.

В качестве газового изолятора может использоваться шестифтористая сера, называемая элегазом, имеющая в 2,5 раза более высокую электрическую прочность, чем воздух, не токсичная, химически стойкая и не разлагающаяся при температуре до 800°С.

Для заполнения электровакуумных и газоразрядных приборов употребляются инертные газы: неон, аргон и др. Все они обладают низкой электрической прочностью по сравнению с воздухом.

В последнее время в электротехнике начинают использовать различные углефториды, представляющие собой соединения углерода с фтором. При положительной температуре они являются газами, электрическая прочность которых в 6-10 раз превосходит электрическую прочность воздуха.

Элегаз и углефториды могут использоваться в качестве добавок к воздуху для повышения его изоляционных свойств.