1.3气体绝缘材料（课件）- 高二《电工材料》同步教学（劳动版）

1、 熟悉常用气体绝缘材料的作用及性能要求，并能正确选用。 §1—3　气体绝缘材料 1 一、气体绝缘材料的作用及其性能要求 常温常压下，干燥的气体具有良好的绝缘性能，常用于空气电容器介质及开关、低压断路器、接触器、继电器等电气装置的绝缘材料。如下图所示，当刀开关断开时，两触点之间用空气绝缘。如下图所示的空气可变电容器用空气作为电介质。除此之外，在一些特殊场合，干燥气体还同时具有灭弧、冷却散热和保护等作用。 小灯泡控制电 空气可变电容器 2 二、常用气体绝缘材料 1、空气 空气是由氮气、氧气、氩气、二氧化碳等气体和少量的尘埃、水蒸气等组成的混合物，存在于自然界中。 2、六氟化硫(SF6) 六氟化硫(SF6) 是一种无色、无臭、不燃烧、不爆炸、电负性很强的惰性气体，一般由硫和氟直接燃烧合成，经净化干燥处理后使用。纯六氟化硫(SF6) 是无毒的，若在合成过程中净化不彻底，就可能混有有毒杂质。常用的吸附剂及其作用见表1-3。同时，在工程技术中对于SF6 绝缘气体有着严格的技术要求，见表1-4。 3 4 3、氮气 电工用氮气一般应是纯度在99.5%以上的高纯氮。氮气是不活泼的中性气体，它的沸点较低，可在较低的温度和较高的压力下使用，但其击穿强度比空气低一些。 三、选用气体绝缘材料的注意事项 1、气体的纯度与杂质 气体的纯度对其电气性能和化学性能有很大的影响，必须严格控制。为保证充入电气设备中气体的纯度，在充气前要对气体和待充气设备进行仔细的干燥和净化处理；充气后，必须对绝缘气体中的水分和杂质含量进行控制及定期检测。 2、气体的可燃性和可爆性 在绝缘气体中，由于空气中的氧气有助燃作用，氢气是易燃、易爆气体，所以使用时要采取安全措施。 3、气体的液化 在设备运行过程中，若绝缘气体发生液化或凝露，会使气体的密度下降，因而达不到规定的耐电强度，况且在电极表面凝结时还会改变间隙的电场分布。工程上一般采用加热器加热的方法来防止绝缘气体的液化。 5 §1—4　液体绝缘材料 1、熟悉常用液体绝缘材料的作用及性能要求，并能正 确选用。 2、了解矿物绝缘油的维护常识。 6 一、液体绝缘材料的作用及性能要求 液体绝缘材料是指常温下为液态的绝缘材料，又称绝缘油。在电气设备中，液体绝缘材料主要起绝缘、传热、浸渍和填充等作用。除此之外，在开关中还起着灭弧作用，在电容器中具有储能作用。例如，在油浸变压器中起绝缘和冷却的作用，在少油断路器中起灭弧和冷却触头的作用，在高压电缆中起填充、浸渍作用，以清除电缆内部的气体，提高绝缘能力，在油浸纸电容器中，用油浸润电容纸可起到填充绝缘间隙、提高绝缘强度和电容量等作用。 7 二、常用液体绝缘材料 1、矿物绝缘油 矿物绝缘油是一种从石油提炼精制而成的中性液体，呈金黄色。它具有很好的化学稳定性和电气稳定性，使用范围广泛，主要用于电力变压器、少油断路器、高压电缆、油浸纸电容器等电气设备。常用的矿物绝缘油有变压器油、断路器油、电容器油和电缆油。 (1) 变压器油 (2) 断路器油 (3) 电容器油 (4) 电缆油 8 2、合成绝缘油 合成绝缘油是用化学方法合成生产的一类液体绝缘材料。它的成分组成比较单一，芳烃含量高，但性能稳定，电场稳定性好，且来源广泛，种类多，使用温度范围宽。常用的合成绝缘油主要有十二烷基苯、聚异丁烯、硅油、烷基萘和异丙基联苯等。在此仅简要介绍十二烷基苯、聚异丁烯和硅油。 (1) 十二烷基苯 (2) 聚异丁烯 (3) 硅油 9 3、植物绝缘油 植物绝缘油是用植物种子经压榨提炼而成的一种绝缘材料，目前，在电气工程中主要使用蓖麻油和菜籽油。蓖麻油无毒，难燃，介电常数高，耐电弧，击穿时无炭粒，适用于直流和脉冲电容器的浸渍剂。菜籽油必须经过精制处理，与六氟化硫混合用于浸渍电容器。 10 三、矿物绝缘油的维护 绝缘油在储存、运输和运行过程中会老化并被污染。如油与空气接触易被氧化，使油的黏度和酸值增加;油温升高和某些金属的催化作用会加速油的氧化，设备的局部过热会使油裂解而降低其闪点，油在电弧高温作用下分解出炭粒，形成黑褐色沉淀，油从空气中吸收水分和经受日光照射等，均使材料的电气性能降低。可见，热和氧在油的老化过程中起了最主要的作用，所以必须随时对绝缘油进行监测与维护，并采取防止老化的措施，以保证电工设备的安全运行，延长检修周期。 11 $