绝缘材料

绝缘是用绝缘物把带电体封闭起来。良好的绝缘是保证设备和线路正常运行的必要条件，也是防止触电事故发生的重要措施。电气设备的绝缘只有在遭到破坏时才可能被除去。设备或线路的绝缘必须与所采用的电压相符合，必须与周围环境和运行条件相适应。

绝缘材料一般指电阻率在 10Ω·m 以上的材料，可分为气体绝缘、液体绝缘和固体绝缘三种绝缘材料。

1.气体绝缘材料

电气设备的绝缘结构应用空气或其他气体作为绝缘介质，如线路的线间绝缘、电器的电气间隙等。空气在正常状态下是良好的绝缘介质，但其击穿电压与大多数液体及固体介质相比是不高的。为了提高击穿电压使气体绝缘性能提高，其一是采用高真空，空气稀薄时带电粒子也少，空气中电子与粒子碰撞机会也减少，据此，真空开关已广泛应用于 10kV 系统中；其二是采用高耐电强度气体，如六氟化硫（SF6），六氟化硫气体常温下不活泼、不燃、无臭味、无毒，500℃ 时不分解，液化温度也较低，击穿电压是空气的 2.5倍，具有良好的绝缘和灭弧性能，现已应用于 220kV 及以上电压等级的高压断路器中。

2.液体绝缘材料

常用的液体绝缘材料有变压器油、电容器油和电缆油。变压器油的介电强度为 16 ～ 21kV /mm （20℃ 时），主要用于变压器及油开关的绝缘和散热；电容器油的介电强度为 20 ～ 23kV /mm （20℃ 时），主要用于电容器的绝缘、散热及储能；电缆油中的高压充油介电强度≥20kV /mm （20℃ ），用于高压电缆，35kV 油介电强度为 14 ～ 16kV /mm （20℃ ），用于低压电缆。

绝缘油在储存、运输和运行使用过程中必须防止污染、老化，以保证设备安全运行，延长设备的检修周期。防止油的老化一般可采用加强散热以降低油温、用氮或薄膜使变压器油与空气隔绝、添加抗氧化剂、防止日光照射、采用热虹吸过滤器使变压器油再生等措施；除此之外，还必须经常检查充油电气设备的温升、油面高度及油的表面张力、闪点、酸值、击穿强度和介质损耗正切值等。

若油面下降，则需补充油液。补充油的主要理化指标（如凝固点、黏度、闪点等）应与设备中的原油液相同或接近，以保证两者混合后的安定度合格。未经处理的运行使用的油不能与变压器油混合使用。运行油的质量应符合国家标准的规定要求。

3.固体绝缘材料

它是应用最广泛的绝缘材料，包括无机绝缘材料，如云母、瓷件、石棉等；有机绝缘材料，如棉纱、纸、橡胶等；混合绝缘材料，如绝缘压塑料、绝缘薄膜、复合材料等。

固体绝缘材料的损伤主要是电击穿和热击穿。在均匀电场中，固体绝缘材料的击穿电压与绝缘物的厚度成正比。机械损伤会使绝缘物变薄而易被击穿，化学腐蚀则使绝缘物变质使厚度减少。热击穿往往是在电压作用很长时间后发生。长时间承受电压，通过电流温度升高，使绝缘材料绝缘性能下降以致击穿。几种常用固体绝缘材料的介电强度见表 1。

表 1 几种常用固体绝缘材料的介电强度

单位：kV /mm

为保证电气设备的绝缘性能可靠，将绝缘材料按其在正常运行条件下的最高允许工作温度进行统一的耐热分级，称为绝缘材料的耐热等级。绝缘材料的耐热等级见表 2。

表 2 绝缘材料的耐热等级耐热等级