变电检修常用材料..

变电设备检修专业变电检修常用材料国网陕西省电力公司培训中心技术技能培训部绝缘材料1导体材料2磁性材料3其他材料4变电检修常用材料绝缘材料一、绝缘材料概述1、绝缘材料概念、作用及分类1.1概念-绝缘材料又称电介质,它是电阻率很大(大于1×107Ω・m)、导电能力很差物质的总称。1.2作用-绝缘材料的主要作用是隔离带电的或不同电位的导体,使电流能按预定的方向流动。1.3绝缘材料的分类(1)气体绝缘材料：空气、氮气、二氧化碳，六氟化硫等。(2)液体体绝缘材料：变压器油、断路器油、电缆油等。(3)固体绝缘材料：绝缘漆、胶、纸，云母，塑料，陶瓷，橡胶。绝缘材料一、绝缘材料概述2、绝缘材料的电气性能2.1导电特性-绝缘材料并非绝对不导电,当对绝缘材料施加一定的直流电压后,绝缘材料中会流过极其微弱的电流。(1)瞬时充电电流。这时的绝缘材料相当于一个电容器,在开始施加直流电瞬间,电容器相当于短路,电流初始值较大,随时间增加而逐渐衰减为零。(2)吸收电流。由电介质极化等原因产生,随时间增加而衰减为零。(3)泄漏电流。由材料内部带电质点导电而产生,是一个流过电介质稳定不变的电流。绝缘材料一、绝缘材料概述2、绝缘材料的电气性能2.2电阻率-泄漏电流由沿电介质表面流过的电流和由电介质内部流过的电流两部分组成,电阻率也相应分为表面电阻率和体积电阻率两部分。表面电阻率反映电介质表面的导电能力,其值较小,易受环境影响。体积电阻率反映电介质内部的导电能力,其值较大,通常所说电阻率是指体积电阻率。影响绝缘材料电阻率的因素主要有温度、湿度、杂质和电场强度。绝缘材料一、绝缘材料概述2、绝缘材料的电气性能2.3极化与相对介电系数(1)电介质的极化。电介质在无外电场作用时,不呈现电的极性,而在外电场作用下,电介质沿场强方向在两端出现了等量的不能自由移动的束缚电荷,我们把这种现象称之为电介质的极化。(2)相对介电系数。设电容器极板间以真空为介质时的电容为CO,极板间填充某种电介质时,其电容为C,则电容C与CO的比值叫做电介质的相对介电系数εr,即εr=C/CO。影响绝缘材料相对介电系数的主要因素有频率、温度和湿度。绝缘材料一、绝缘材料概述2、绝缘材料的电气性能2.4介质损耗和介损因数(1)介质损耗。在交流电压作用下,电介质把部分电能转变成热能,这部分能量叫电介质的介质损耗,简称介损。泄漏电流引起的电阻损耗；介质分子交变定向排列时相互碰撞而引起的极化损耗。介质损耗使介质发热,易削弱介质的绝缘性能,缩短使用寿命,甚至导致热击穿,所以要尽量降低绝缘材料的介损。绝缘材料一、绝缘材料概述2、绝缘材料的电气性能2.4介质损耗和介损因数(2)对电介质施加电压,流过电介质的电流和电压的相角差的余角δ称为介损角,其正切tanδ称为介损因数。在电气设备的绝缘预防性试验中,对某些设备中介质的tanδ测试是主要的测试项目之一,介质的tanδ越小,介损就越小,品质就越好。(3)影响介损的主要因素。影响介损的主要因素有频率、温度、湿度、场强。绝缘材料一、绝缘材料概述2、绝缘材料的电气性能2.5击穿和击穿强度当施加于电介质的电场强度高于临界值时,会使通过电介质的电流急剧增加,使电介质完全失去绝缘性能,这种现象称为电介质的击穿。电介质发生击穿时的电压称为击穿电压,电介质发生击穿时的电场强度称为击穿强度,单位为kⅤ/mm。绝缘材料一、绝缘材料概述3、绝缘材料的耐热性能与老化问题3.1耐热性绝缘材料及其制品承受高温而不致损坏的能力。绝缘材料过热时,介质电导增加,绝缘强度降低,介损加大。绝缘材料一、绝缘材料概述3、绝缘材料的耐热性能与老化问题3.2老化绝缘材料在运行过程中,由于各种因素的长期作用,会发生一系列不可逆的物理、化学变化,从而导致其电气性能和机械性能的下降,通称为老化。影响绝缘材料老化的因素很多,主要有热、电、光照、氧化、机械作用、辐射、微生物等。绝缘材料的老化过程十分复杂,主要的老化形式有环境老化、热老化与电老化三种。绝缘材料一、绝缘材料概述3、绝缘材料的耐热性能与老化问题3.3防老化的措施(1)在绝缘材料制作过程中加入防老化剂,一般常用的为酚类和胺类,其中酚类使用的更为普遍。(2)户外使用的绝缘材料,可添加紫外线吸收剂,以吸收紫外线,或用隔层隔离,以避免强阳光直接照射。(3)在湿热带使用的绝缘材料,可加入防霉剂。(4)加强高压电气设备的防电晕、防局部放电措施。绝缘材料一、绝缘材料概述4、绝缘材料的机械性能4.1硬度-硬度是指材料抵抗其他更硬物体压入其表面的能力。对于涂层和漆膜,让标准重锤从规定的高度落到材料的涂层或漆膜上,由重锤回弹的高度表示硬度的大小;对于柔韧和可塑材料(如沥青),以针入度的多少作为硬度指标。针入度是对标准针施加一定的压力,使它在规定时间内刺入材料,刺入深度称为针入度。4.2抗拉、抗压、抗弯强度抗拉、抗压、抗弯强度分别表示在静态下单位面积的固体绝缘材料,承受逐渐增大的拉力、压力、弯矩直到破坏时的最大负荷。绝缘材料一、绝缘材料概述4、绝缘材料的机械性能4.3延伸率延伸率表示材料受力后,开始断裂时的最大伸长与原长之比的百分数,它是衡量材料塑性好坏的一个重要指标。4.4抗劈强度抗劈强度是指层压制品材料的层间黏合的牢固程度。抗劈强度高的材料,不易开裂、起层,可加工性好。4.5抗冲击强度抗冲击强度表示材料承受冲击载荷的能力。抗冲击强度大的材料称为韧性材料,抗冲击强度小的材料称为脆性材料。绝缘材料一、绝缘材料概述5、绝缘材料的理化性能5.1熔点、软化点熔点是指材料由固体状态变为液体状态的温度值。没有显著的熔化温度，固体状态逐渐转变为液体状态，开始变软的温度称为软化点。在选用绝缘材料时,一般要求其具有较高的熔点或软化点,以保证绝缘结构的强度和硬度。5.2固体含量-溶剂或稀释剂挥发后遗留下来的物质质量。5.3灰分-灰分表示绝缘材料内部所含不燃物的数量。绝缘材料一、绝缘材料概述5、绝缘材料的理化性能5.4黏度-液体流动的难易程度(1)相对黏度。某种液体在相同温度下与水黏度的比值。(2)条件黏度。在规定的条件下,测定某液体在标准容器内,流经规定孔眼所需要的时间来表示黏度的大小,单位s。绝缘漆、胶类材料多用这种表示方法。(3)绝对黏度。又叫动力黏度,由测量液体分子间的摩擦力来确定。(4)运动黏度。液体的绝对黏度与其密度之比,单位m2/s。绝缘材料一、绝缘材料概述5、绝缘材料的理化性能5.5吸湿性绝缘材料在潮湿的空气中或多或少都有吸湿现象,这是因为水分子尺寸和黏度都很小,对绝缘材料几乎是无孔不入,水分子能渗入各种绝缘材料的缝隙、毛细孔和针孔,溶解于各种绝缘油、绝缘漆中,所以吸湿现象是非常普遍的。材料的吸湿性是指材料在温度20℃和相对湿度为97%~100%的空气中的吸湿程度。实际工作中以材料放在底部有水、相对湿度接近100%,温度20℃的严密封闭的容器中,24h后所增加质量的百分数,作为吸湿性的指标。绝缘材料二、气体绝缘材料1、气体绝缘材料的特点(1)化学性质稳定，惰性大，无腐蚀，无毒。(2)不燃不爆，不易分解。(3)热稳定性高，导热性好，(4)击穿电压强度高，击穿后自动迅速回复绝缘。(5)容易制取，成本低。绝缘材料二、气体绝缘材料2、气体绝缘-空气(1)空气是一种混合气体，最常用的气体绝缘材料。(2)不燃不爆，物理化学性质稳定，无需制备。(3)空气具有良好的绝缘性能,击穿后绝缘性能可瞬时自动恢复。(4)电阻率：1016Ω.m；直流击穿场强：3.3kV/mm（偏低）；(5)电极尖锐,电极距离较近,电压波形陡,空气温度高、湿度大等均可降低其击穿电压。(6)增加或降低空气压力均可提高击穿电压。绝缘材料二、气体绝缘材料3、气体绝缘-SF63.1SF6气体的特点(1)物化性能稳定，无色、无味、无毒，不燃不爆。(2)密度约为空气的5倍。(3)绝缘性能高、击穿场强大（空气2.2~2.5倍）。(4)灭弧能力强（空气100倍）。3.2SF6气体分解产物(1)高温电弧下的分解反应。SF4、S2F10、SF2、CuF2(2)水解反应。SOF2、HF、H2SO3、3.3SF6气体分解产物的影响(1)有毒(2)腐蚀设备金属(3)降低灭弧能力(4)引发事故绝缘材料三、液体绝缘材料1、绝缘油1.1作用-绝缘、灭弧、散热1.2要求电气性能好、闪点高、凝固点低,在高温、强电场作用下性能稳定。1.3分类(1)矿物绝缘油断路器油（灭弧、绝缘，闪电高、黏度小、凝点低）变压器油（10号、25号和45号）电容器油（1号、2号）电缆油（高压、35kV）(2)合成油(3)植物绝缘油绝缘材料三、液体绝缘材料2、绝缘漆2.1浸渍漆用来浸渍电机、电器的线圈和绝缘零部件，以填充其间隙，干固后可显著提高其电气及机械强度。常用：醇酸浸渍漆，三氯氰胺醇酸浸渍漆，油改性聚酯浸渍漆，有机硅浸渍漆。2.2漆包线漆用于漆包线的涂覆绝缘。主要有聚酯漆包线漆和聚氨酯漆包线漆。绝缘材料三、液体绝缘材料2、绝缘漆2.3覆盖漆用于涂覆经浸渍处理后的线圈和绝缘零件，在其表面形成连续而均匀的漆膜，作为绝缘保护层,以防止机械损伤和化学侵蚀。常用：醇酸漆、醇酸瓷漆、环氧酯漆、环氧酯瓷漆、有机硅瓷漆等。2.4硅钢片漆用以降低硅钢片铁心的涡流损耗,增强防锈及腐蚀，耐油,防潮性。特点：附着力强，漆膜薄，坚硬，光滑，厚度均匀。绝缘材料四、固体绝缘材料1、绝缘胶绝缘胶与无溶剂漆相似，但粘度大，并加有填料。用于浇注电缆接头、套管、20kV以下电力互感器等。绝缘胶主要有电器浇注胶、电缆浇注胶两类。由树脂加固化剂制成。电缆浇注胶黄电缆胶(松香型)、黑电缆胶(沥青型)和环氧电缆胶电器浇注胶树脂+固化剂+添加剂绝缘材料四、固体绝缘材料2、绝缘纤维制品2.1绝缘纸主要有：电话纸（用于电信电缆、电机绝缘）、电缆纸DL、GDL（用于35~110kV电缆绝缘）、电容器纸B、BD（工业电容器用）。材料：木、棉、聚酯、聚酰胺纤维抄纸，可以浸油或树脂。特点：绝缘性能优良，厚度薄而均匀，面积易控制。2.2绝缘纤维布主要有：玻璃纤维、锦纶、涤纶纤维织成的布带，主要用于包线、线圈绑扎、电缆保护内衬等。特点：强度高、弹性好、易捆扎、耐热性好。绝缘材料四、固体绝缘材料2、绝缘纤维制品绝缘材料四、固体绝缘材料3、电工层压制品以多层绝缘纤维纸、布浸涂胶粘剂，经热压而成的板/管/棒状绝缘材料。特点：成型简单、耐热、耐油、耐电弧，绝缘强度、机械强度高。常用基材：木纤维纸、玻璃丝布；胶黏剂：环氧/酚醛/有机硅树脂。绝缘材料四、固体绝缘材料4、电工用橡胶绝缘性、弹性、柔软性好，主要用于电缆绝缘层和外护套及电工工具。4.1天然橡胶特点：抗张强度、抗撕性、回弹性好，不耐热、不耐油，易燃易老化。主要用于柔软、弯折和弹性高的电缆护套。耐压6kV，使用温度65℃。4.2合成橡胶丁苯橡胶：耐热性，抗弯曲开裂、耐磨性好，弹性、抗拉性、耐寒性差。一般与天然橡胶混合使用。主要用于电缆内层绝缘。氯丁橡胶：阻燃、耐老化、耐油，电气性能差。氯磺化聚乙烯：电气性能、阻燃性好，耐油、耐磨、耐酸碱、耐老化。绝缘材料四、固体绝缘材料5、电工用塑料电工塑料是用合成树脂、高分子材料及填料，热压制成的绝缘零件。特点：电气性能优良、机械强度高、易于模具加工。5.1酚醛塑料俗称电木，硬而脆的热固性塑料。机械强度高，坚韧耐磨，尺寸稳定，耐腐蚀，电绝缘性能优异。适于制作电器、仪表的绝缘件。5.2ABS塑料由苯乙烯、丁二烯、丙烯晴共聚而成，电气性能优良、尺寸稳定、硬度高、易于加工，耐温性差。可注射、挤出、模具成型。一般用于制作仪表、电器、电工工具及电机零件或外壳。绝缘材料四、固体绝缘材料5、电工用塑料5.3聚酰胺（尼龙）电气性能、机械性能好，耐磨、耐油、耐冲击，韧性好，自润滑。可注射、挤出、浇注成型或喷涂。一般用于插座、线圈骨架、电缆护层。5.4有机玻璃电气性能、机械性能好，易加工。耐磨、耐热性差，性脆。可溶于丙酮、氯仿等有机溶剂。用于制作一般电器零件。绝缘材料四、固体绝缘材料5、电工用塑料5.