物體內部如果有能夠自由移動(dòng)的電子或者離子,它就可以導電,物體傳導電流的能(néng)力叫做導電性。傳導電流的能力越好。導電性能越強(qiáng).如果物(wù)體內部的電荷幾乎都被(bèi)束(shù)縛在原子或分子的範圍內,不能自由(yóu)移動。它就不(bú)容易導電,絕緣就是不通電的意思,絕緣性越好。越不容易通電(diàn)、漏電。不同材料的導電性能不同(tóng),容易導電的物體叫導體,不容易導電(diàn)的物(wù)體叫絕緣體(tǐ).所以說,物質的導電性也是物質的一種基本屬性。不同的物質導電性一般不同。
在生活和生產中,離不(bú)開絕緣材料,絕(jué)緣材料又稱電介質,通俗地(dì)講,絕緣(yuán)材料就是能夠阻止電流在其中通過的材料。常用的絕緣材料有:氣體(如空氣、六氟化硫等)、液(yè)體(如變壓(yā)器油、電纜油、電容器(qì)油等)、固體材料(包括兩類.可分為無機絕緣(yuán)材料、有機絕緣材料).常用的無機絕緣材料有:雲母、石棉、大理(lǐ)石、瓷器、玻璃、硫黃等。主要用(yòng)作電機(jī)、電(diàn)器的當中以及(jí)開關的底板(bǎn)等。無機固(gù)體絕緣材料主要是由(yóu)矽、硼及多種(zhǒng)金屬(shǔ)氧化物組(zǔ)成,以離子型結構(gòu)為主,主要特點為(wéi)耐高溫,工作溫度(dù)一般大於180℃ ,穩定性好,抗老化(huà)、耐腐濁(zhuó)及長(zhǎng)期在(zài)電場作用下的(de)抗老化(huà)性能好,但脆性高.耐衝擊強度低.耐壓高而抗張強度低;工藝性差等等.有機絕緣材(cái)料有:蟲(chóng)膠、樹脂、橡膠、棉紗、紙、麻、人(rén)造絲等,大多用以製造絕緣漆。繞組導線的被覆絕緣物等.有機材料一般為聚合物,其耐熱性通常低於無機材料。含有芳環、雜環和矽、鈦、氟等元素的材料其耐熱性(xìng)則高於一般線鏈形高分子材(cái)料.而電工中常用的混合(hé)絕緣材料(liào)則是由以上兩種材料經過加工製成的各(gè)種成型(xíng)絕緣料,用作電器的底座、外(wài)殼等。
最早使用的絕緣材料為棉布、絲綢、雲母、橡膠等天然製品.在20世紀初,工業合成塑料酚醛樹脂首先問世,其絕(jué)緣性能好.耐熱性高(gāo)。以後又相繼出現了性能更好的脲醛樹脂、醇(chún)酸樹脂。三氯(lǜ)聯苯合成絕緣油的出現使電(diàn)力電容器的特(tè)性出現了一(yī)次飛躍(但因有害(hài)人體健康,後已停止使用)。
20世紀(jì)30年代以來人(rén)工合成絕緣材料得(dé)到了迅速發展,主要有縮醛樹脂、氯丁橡膠、聚氯(lǜ)乙烯、丁(dīng)苯橡膠、聚酰胺、三聚氰胺(àn)、聚(jù)乙烯及性能優異稱之為塑料王的聚四氟乙烯等。這些合(hé)成材料的出現(xiàn),對電工技術的(de)發(fā)展起了重大(dà)作用.如(rú)縮醛漆包線用於電機,使其工作溫度和(hé)可靠性(xìng)提高,而電機(jī)的體(tǐ)積和重量大大降低.玻璃纖維及其編織帶的研製成功及有機矽樹脂的合(hé)成又為電機絕緣增加了(le)更高的耐(nài)熱等級。
20世紀(jì)40年代以後不飽和聚酯、環氧樹脂問世。粉雲母(mǔ)紙(zhǐ)的出現使人們擺脫了片雲母資源(yuán)匱乏的困(kùn)境(jìng).50年代以來,合成樹脂為基礎的新材料得到了廣泛應用。如(rú)不飽和聚酯和環氧等絕緣膠可供(gòng)高壓(yā)電機(jī)線圈浸漬使用.聚酯係列產品可在電機槽襯絕緣、漆包線及浸漬(zì)漆中使用,使電機的體積和重(chóng)量(liàng)進一步(bù)下降(jiàng).六氟化硫開始用於高壓電器。並使之向大容量小型化發展.斷路(lù)器的空氣絕(jué)緣及變壓器的油和紙絕緣(yuán)部分地被六氟化硫所取代。
20世紀60年代新的耐熱樹脂得到(dào)了大發展.如聚酰亞胺、聚芳酰胺、聚芳(fāng)碸、聚(jù)苯(běn)硫(liú)醚(mí)等更高耐熱等(děng)級的(de)材料相繼問世。聚丙烯薄膜在這一時期也成功地用於電(diàn)力電容器。
20世紀70年代以來新材料的開(kāi)發研究相對比較少,這一時期主要是對原(yuán)有材料進行各種改進及擴大(dà)應用(yòng)範圍(wéi)。對礦物絕緣油采用新方法精製以降低其損耗;環氧雲母絕緣在提高其機(jī)械性能和實現無氣隙以提高其電性能方麵做了(le)很(hěn)多改進。電力電容器由紙膜複合結構向全膜(mó)結構過渡.1000千伏級特高(gāo)壓電(diàn)力電纜開始研(yán)究用合成紙絕緣取代傳(chuán)統(tǒng)的天然纖維紙。無(wú)公害絕緣材料20世紀70年代以(yǐ)來也發展很快,如以無毒介質異丙基聯苯、酯類油取代有毒介質氯化聯(lián)苯,無溶(róng)劑(jì)漆的擴大(dà)應用等.隨著家(jiā)用電器(qì)的普及,其絕緣材(cái)料著火而導致重大火災事(shì)故屢有發生,所以(yǐ)對阻燃材料(liào)的研究引起了重視。
絕緣材料(liào)的(de)研製和開發的水平是影響製約電工技術發展的關鍵之一,從今後的發展趨勢來看,要求發展耐高壓、耐(nài)熱(rè)絕緣,無公害絕緣,複合絕緣,耐腐蝕、耐水、耐油、耐深冷、耐輻照等新型絕緣材料.重(chóng)點(diǎn)是發(fā)展用(yòng)於高壓大容量發電機的環氧雲母絕緣體係;高壓輸變電設備用的六氟化硫氣態介質:取代氯化聯(lián)苯的新型無毒合成介質(zhì);高性能絕緣油;合成紙複合絕緣(yuán):阻燃性橡塑材料和(hé)表麵防護材料等,同時要積極加(jiā)速傳統電工設備用絕緣材(cái)料的更新(xīn)換代。
導體和絕緣體(tǐ)之間沒有(yǒu)不可逾越的鴻溝,絕緣材料在某些外界條件,如加熱、加高(gāo)壓等影響下,會被“擊穿”而轉化為導體.如(rú)常(cháng)溫下的玻璃是絕緣體,但在紅熾狀態下就是導(dǎo)體了。再如空氣是絕緣體。但被高壓電離之後(hòu)就是導體(所以不能(néng)接觸(chù)甚至不能靠近高壓帶電體)。另(lìng)外幹燥的木棒是絕緣體,潮濕的木棒就變成導體;純淨的水是絕緣體,含有(yǒu)雜質的水是導體等(děng)等。