固体断熱材についてどれくらい知っていますか？
May 08, 2024
固体絶縁材料は、異なる電位の導体を絶縁するために使用される固体材料です。 固体断熱材には一般的に補助的な役割も求められます。 固体絶縁材料は、気体絶縁材料や液体絶縁材料と比較して、密度が高いため絶縁破壊強度が非常に高く、絶縁厚さを薄くする上で非常に重要です。
概要 固体絶縁材料は、異なる電位の導体を絶縁するために使用される固体材料です。 一般に固体絶縁材には補助的な役割も求められます。
固体絶縁材料は、無機絶縁材料と有機絶縁材料の 2 つのカテゴリに分類できます。
固体絶縁材料は、気体絶縁材料や液体絶縁材料と比較して、密度が高いため絶縁破壊強度が非常に高く、絶縁厚さを薄くする上で非常に重要です。 固体絶縁材料の絶縁抵抗、誘電率、誘電損失は広範囲に異なります。
たとえば、ポリテトラフルオロエチレンの絶縁抵抗は 1020Ω・m にもなり、過剰な漏れ電流を防ぐことができます。また、比誘電率が非常に低い (わずか 2.0) ため、絶縁体の静電容量は非常に大きくなります。小さい; これに応じて、高誘電セラミックスは非常に高い比誘電率 (最大数千) を持ちます。 したがって、固体絶縁材料はさまざまな要件に応じて選択できます。
無機固体には、主に雲母、雲母粉末および雲母製品、ガラス、ガラス繊維およびその製品、電気磁器、アルミナフィルムなどが含まれます。これらは高温に強く、老化しにくく、機械的強度が非常に優れています。 電気磁器のように低コストで用途の中で一定の地位を占めているものもあります。 無機固体絶縁材料の欠点は、加工性能が悪く、電気機器の絶縁材料の成形要件に容易に適応できないことです。
マイカおよびマイカ粉末製品は長期コロナ耐性があり、高電圧機器の絶縁構造の重要な要素です。 高温環境でも使用できます。
ガラス
ガラスはセラミックよりもプロセスが簡単で、絶縁体の製造に使用できます。 ガラス繊維はシルク、布、テープなどに加工できます。 有機繊維よりもはるかに高い耐熱性を持ち、高温での断熱構造の開発に重要な役割を果たします。
電気磁器製品は、優れた耐放電性と一定の機械的強度を備えているため、特に高電圧の送配電用途に適しています。 長年の研究の結果、機械的強度が高く、高温耐性があり、誘電率が高い品種が開発されました。
19 世紀には、有機固体は主に紙、綿、絹、ゴム、硬化可能な植物油などの天然物でした。 これらの材料は柔軟性があり、アプリケーションプロセスの要件を満たすことができ、入手も簡単です。 20 世紀以降、合成ポリマー材料の出現により、固体絶縁材料の外観が根本的に変わりました。
ベークライトは断熱材として初めて使用されました。 その後、ポリエチレンやポリスチレンが登場しました。 誘電率と誘電損失が極めて小さいため、高周波の要件を満たし、レーダーなどの新技術の開発に適応しました。 シリコーン樹脂と低アルカリガラスクロスの組み合わせにより、モーターや電化製品の耐熱性が大幅に向上します。 塗料ベースとしてポリビニルホルマールを使用したエナメル線は、絹被覆線や糸被覆線に代わるエナメル線の幅広い可能性を切り開きました。 ポリエステルフィルムの厚さはわずか数十ミクロンです。
これを元の紙や布の代わりに使用すると、モーターや電気製品の技術的および経済的指標が大幅に向上します。 ポリアラミド繊維紙、ポリエステルフィルム、ポリイミドフィルムを使用すると、モータースロット絶縁の耐熱グレードはそれぞれF、Hとなります（絶縁耐熱グレード、熱老化試験を参照）。 エラストマー材料でも同様の開発が行われ、耐熱性シリコーンゴム、耐油性ニトリルゴム、次いでフッ素ゴム、エチレンプロピレンゴムなどが開発されてきました。
