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电机绝缘等级和极限温度


电机绝缘结构应具有产品技术条件要求的耐热性能、耐电性能、机械强度,并能在规定的环境条件中长期使用。
1、材料的基本概念
绝缘材料又称电介质。它在外加电压作用下,只有微小的电流通过,基本上可以忽略而认定其不导电,其电阻率大于107Ω·m
绝缘材料种类繁多,一般分为气体、液体、固体三类。
气体绝缘材料:常用的有空气、氮气、二氧化碳和六氟化硫(SF6)等。
液体绝缘材料:常用的有变压器油、断路器油、电容器油、电缆油等。
固体绝缘材料:常用的有绝缘漆、胶、纸板等绝缘材料制品,以及漆布、漆管等绝缘浸渍纤维制品,云母制品,电工塑料,陶瓷,橡胶等。
2、绝缘材料的用途
在电工产品的结构中,绝缘材料只要作用是隔离不同电位的导体,使电流能按一定方向流动。其次是在不同的电工产品中,根据电工产品技术要求的需要,起着散热冷却、灭弧、储能、机械支撑、防晕、防潮、防霉以及保护导体等作用。
3、绝缘材料的性能
绝缘材料的好坏,一般以它的电气、机械、物理和化学性能来衡量。电工产品的质量和使用寿命,很大程度上取决于绝缘材料的这些性能。因为绝缘材料的耐热性、机械强度和寿命都比金属材料低,因此,绝缘材料是电工产品中最薄弱环节,许多故障发生在绝缘部分。各种绝缘材料都具有不同的特性,这些特性主要有以下几项。
(1)、电导率与电阻率
绝缘材料在被施加一定的直流电压后,就会流过微弱的电流,其中由内部带电质点导电而产生的电流,即漏电电流。漏电电流密度ie和直流电场强度E之比值γ=ie/E,称为绝缘材料电导率,电导率的倒数ρ为绝缘材料的电阻率。在固体绝缘材料中,漏电电流分为表面电流和体积电流两部分。电阻率也相应分为两个部分:表面电阻率ρs,单位为Ω,它表征绝缘材料表面的电导特性;体积电阻率ρv,单位为Ω·㎝,它表征绝缘材料内部的电导特性,通常在109~1012Ω·㎝范围内。
(2)、相对介电系数
设电容器极间为真空时的电容量为C0,当极间充以某电介质时,电容量为C,则两种容量的比值εr=C/C0叫做电介质(即绝缘材料)的相对介电常数。C总是比C0大,故εr总是大于1,这是绝缘材料极化所造成的。绝缘材料极化的结果,是靠近其表面处出现束缚电荷,相应地使电容器板上的自由电荷也增加,造成电容量增大。绝缘材料的相对介电系数是表征在电场下绝缘材料极化程度的一个参数,介质的极化X率越大,相对介电系数εr就越大。
(3)、介质损耗
在交流电场作用下,绝缘材料中的部分电能将转变成热能,这部分的能量称为电介质损耗,单位时间内消耗的能量称为介质损耗功率。工程上常用介质损耗因数---介质损耗正切tanδ作为衡量电介质损耗的参数。δ是对绝缘材料施加交流电压后,绝缘材料中流过的电流和电压相角差的余角。绝缘材料在单位电场强度下,电场交变一次所产生的单位体积介质损耗功率称为损耗指数。
(4)、电介质的击穿强度
绝缘材料在高于某一极限数值的电场强度作用下,通过电介质的电流与施加在介质上的电压关系就不符合欧姆定律,电流将会突然猛增。这时绝缘材料就被破坏而失去了绝缘性能。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。电介质被击穿时的电场强度,称为击穿强度,单位为KV/mm。固体绝缘的击穿,常发生在电极边缘,一般分为热击穿、电击穿和局部