第二节 常用绝缘材料及其选用
一、绝缘漆
(1)有溶剂浸渍漆
有溶剂浸渍绝缘漆具有渗透性好、储存期长、使用方便、价格较便宜的优点,但它应与溶剂稀释、混合。常用有溶剂漆见表4-7,其中的溶剂性能与用途见表4-8。
表4-7 常用有溶剂漆的品种、组成、特性和用途
表4-8 常用溶剂的性能及用途
(2)无溶剂浸渍漆
无溶剂浸渍漆由合成树脂、固化剂和活性稀释剂组成。其特点是固化快、流动性和浸透性好,绝缘整体性好。常用无溶剂浸渍漆见表4-9。
表4-9 常用无溶剂漆的品种、组成、特性和用途
有溶剂浸渍漆与无溶剂浸渍漆的区别主要表现在以下两个方面。
①浸渍漆主要含浸渍漆和固化剂。为了浸渍漆的浸透性,各浸渍漆都是需要有稀释剂的,以达到我们在一定温度下的黏度要求。在浸漆后的固化时,其溶剂就会挥发出来。这种浸渍漆就是“有溶剂浸渍漆”。
若其溶剂同时也是漆的固化剂,那么,在浸渍漆固化时,溶剂就参与漆的化学反应而不用挥发了,就同于无溶剂一样了,因此这种浸渍漆就称为“无溶剂浸渍漆”。
②有溶剂的浸渍漆,在固化过程中,在漆膜上就会留下因溶剂挥发时留下的“针孔”,因此其防潮性会受到影响。而无溶剂漆在固化时就不会有因溶剂的挥发而产生的“针孔”了。因此其漆膜的防潮性比有溶剂漆好得多。
二、绝缘胶
(1)电缆浇注胶
电缆浇注胶的组成、性能和用途见表4-10。
表4-10 电缆浇注胶的组成、性能和用途
电缆浇注胶是用来浇注电缆接线盒和终端盒的。常用的有1811(或1812)沥青电缆胶和环氧电缆胶,适用于10kV以下的电缆。前者耐潮性较好;后者密封性好,电气和机械性能高,用它浇注的终端盒结构简单、体积小。
(2)沥青电缆胶
沥青电缆胶主要技术数据见表4-11。
表4-11 常用沥青电缆胶主要技术数据
(3)环氧树脂胶
环氧树脂胶主要由环氧树脂(主体)、固化剂、增塑剂、填料等组成。
①环氧树脂:凡分子结构中含有环氧基团的高分子化合物统称为环氧树脂。常用环氧树脂的种类及特性见表4-12。
表4-12 常用环氧树脂的种类及特性
环氧树脂的用途:固化后的环氧树脂具有良好的物理、化学性能;它对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度,介电性能良好,变形收缩率小,制品尺寸稳定性好,硬度高,柔韧性较好,对碱及大部分溶剂稳定,因而广泛应用于国防、国民经济各部门,作浇注、浸渍、层压料、黏接剂、涂料等用途。
②固化剂:环氧树脂必须加入固化剂后才能固化。常用固化剂有酸酐类固化剂和胺类固化剂。胺类固化剂由于毒性大,已不常用了。常用酸酐类固化剂的种类及特性见表4-13。
③增塑剂:在环氧树脂中加入适量增塑剂,可提高固化物的抗冲击性。常用的增塑剂是聚酯树脂,一般用量为15%~20%。
④填充剂:为了减少固化物的收缩率,提高导热性、形状稳定性、耐腐蚀性和机械强度,以及降低成本,通常应加入适量的填充剂。常用填充剂有石英粉、石棉粉等。
表4-13 常用酸酐类固化剂的种类及特性
(4)电工用橡胶
电工用橡胶分天然橡胶和合成橡胶两类。天然橡胶易燃、不耐油、容易老化,不能用于户外,但它柔软,富有弹性,主要用作电线、电缆的绝缘层和护套。电动机、电器中用的大部分是合成橡胶,最常用的是氯丁橡胶和丁腈橡胶。它们都具有良好的耐油及耐溶剂性能,但电气性能不高,只能用作绝缘结构材料和保护材料,如引出线套管、绝缘衬垫等。
三、电工用塑料
电工用塑料一般是由合成树脂、填料和各种少量的添加剂等配制而成的粉状,粒状或纤维状高分子材料,在一定的温度和压力下加工成各种规格、形状的电工设备绝缘零部件以及作为电线电缆绝缘和护层材料。电工塑料质轻,电气性能优良,有足够的硬度和机械强度,易于用模具加工成型,因此在电气设备中得到广泛的应用。常用电绝缘高分子聚合物材料的主要性能见表4-14。
表4-14 常用电绝缘高分子聚合物材料的主要性能
电线电缆用热塑性塑料,多由聚乙烯和聚氯乙烯制成。
聚乙烯(PE):具有优异的电气性能,其相对介电系数和介质损耗几乎与频率无关,且结构稳定,耐潮耐寒,但长期工作温度应低于70℃。
聚氯乙烯(PVC):分绝缘级与护层级两种,其中绝缘级按耐温条件分别为65℃、80℃、90℃和105℃四种,护层级耐温65℃。聚氯乙烯机械性能优异,电气性能良好,结构稳定,有耐潮、耐电晕、不延燃、成本低、加工方便等优点,其绝缘耐压等级为10kV/mm。
四、绝缘管
绝缘管分橡胶管和塑料管,主要用于电器引线、电气安装导线穿管,起绝缘和保护作用。常用绝缘管的种类及规格系列见表4-15。
表4-15 常用绝缘管的种类及规格系数
橡胶管和塑料管主要用于套装到电缆封端的分相绝缘包层的外部,起到加强绝缘的作用。通常,橡胶管长度为线芯长度加80~100mm。如果没有橡胶管,也可采用塑料管,塑料管长度同样为线芯长度加80~100mm。
橡胶管的内径选择见表4-16。塑料管的内径选择见表4-17。
表4-16 耐油橡胶管内径选择表
表4-17 塑料管内径选择表
五、绝缘包扎带
(1)黑胶布带
黑胶布带又称黑包布,是在棉布上挂胶、卷切而成的。常用胶浆由天然橡胶、炭黑、松香、松焦油、碳酸钙、沥青及工业汽油等搅拌而得。胶布带耐电性能,在交流1000V电压下保持1min不击穿,适用于交流电压380V及以下电线、电缆包扎绝缘用。在-10~40℃范围内使用,有一定的黏着性。黑胶布带的规格尺寸如下。
①宽度:10mm、15mm、20mm、25mm、50mm。
②长度:5m、10m、20m。
③厚度:0.23~0.35mm。
黑胶布应放在仓库内的料架上保管,每摞以10个为限,成行排列整齐,每行间有10mm左右间隙,以流通空气。存放黑胶布的仓库,夏季温度不得超过30℃,冬季温度不得低于-10℃,以免过分受冷冻而失去作用。黑胶布应按先进先出的原则发料,存放期不宜过长,一般超过一年就会硬化变质。
(2)聚氯乙烯带
聚氯乙烯带是在聚乙烯或聚氯乙烯薄膜上涂敷胶黏剂,卷切而成,可代替布绝缘胶带,还能作绝缘防腐密封保护层。单层胶带绝缘耐压强度在交流2000V电压下持续1min不击穿。可适用于交流电压500~600V(多层绕包)电线电缆接头等处作包扎绝缘用。一般在-15~60℃范围内使用。
聚氯乙烯带的绝缘性能较好,耐潮性及耐蚀性好。其中电缆用特种软聚氯乙烯带是专门用来包扎电缆接头的,由于它制成红、绿、黄、黑四种颜色,所以通常称它为相色带。
其规格尺寸如下。
①宽度:15mm、20mm、25mm。
②长度:5m、10m。
③厚度:薄膜——0.1mm、0.15mm。
胶浆——0.04mm。
(3)涤纶绝缘胶带
涤纶绝缘胶带又称聚酯胶黏带,是在聚酯薄膜上涂敷胶黏剂卷切而成,可代替布绝缘胶带。其用途与塑料绝缘胶带相同,但耐压强度高,防水性更好,耐化学稳定性好,还能用于半导体元件的密封。其规格尺寸如下。
①宽度:15mm、20mm、25mm。
②长度:10m。
③厚度:薄膜——0.025mm,0.03mm。
胶浆——0.025mm。