物體內部如果有(yǒu)能夠自由移動的(de)電子或者離子,它就可以導電(diàn),物體傳導電流的能力叫做導(dǎo)電性(xìng)。傳導電流的能力越好。導電性(xìng)能越強(qiáng).如果物體內部的電荷幾乎都被束縛(fù)在原子或分(fèn)子的範(fàn)圍內,不能自由(yóu)移(yí)動。它就不容易(yì)導電,絕緣就是不通電的意思,絕緣性越好(hǎo)。越不容易通電(diàn)、漏(lòu)電。不同材料的導電性能不同,容易導電的物體叫(jiào)導(dǎo)體,不(bú)容易導電的物體叫絕緣體(tǐ).所以說,物質的導電性也是物質的一種基本屬性。不同的物質導電性一般不同。
在生活和生產中,離不開絕緣材料,絕緣材料又稱電介質,通俗地講,絕緣材料就是能夠(gòu)阻止電流在其中通過的材料。常用的絕(jué)緣材料有:氣體(如空氣、六氟化硫等)、液體(如變壓器油、電纜油、電容器(qì)油等)、固(gù)體材料(包括兩類.可分為無機絕緣材料、有機絕緣(yuán)材料).常用的無機絕(jué)緣材(cái)料有:雲母(mǔ)、石棉、大理石、瓷器、玻璃、硫黃(huáng)等。主要用(yòng)作電機、電器的當中以及開關的底板等。無機固體絕緣材料(liào)主要是由(yóu)矽(guī)、硼及多種(zhǒng)金屬氧化物組成,以離子型結構為主,主要特點為耐高溫,工作溫度一般大於180℃ ,穩定性好(hǎo),抗老化、耐腐濁及(jí)長期在電場作用下的抗老化性能好(hǎo),但脆性高.耐衝擊強度低.耐(nài)壓(yā)高而抗張強度低;工藝性差等等.有機(jī)絕緣材料有:蟲膠、樹脂、橡膠、棉紗、紙、麻、人(rén)造絲等,大多用以製造絕(jué)緣漆。繞組導線的被覆絕緣物等.有機材料一般為聚合物,其耐熱性通常低於無機材料。含有芳環、雜環(huán)和(hé)矽、鈦、氟等元素的材料其耐熱性(xìng)則高於一般線(xiàn)鏈形高分子材料.而電工中常用的混合(hé)絕緣材料則是由以上兩種材(cái)料經(jīng)過加工(gōng)製成的各種成型絕緣料,用作電器的底座、外(wài)殼(ké)等。
最早使用的絕緣材料為棉(mián)布、絲綢、雲母、橡膠等天然製品.在20世紀初,工(gōng)業合成塑料酚醛樹脂首先問世(shì),其絕緣性能好.耐熱性高(gāo)。以後又相繼出現(xiàn)了(le)性能更好的脲醛樹脂、醇酸樹脂。三氯聯苯合成絕緣油的出現使電力電容器的特性出(chū)現(xiàn)了一次飛躍(但因有害人體(tǐ)健康,後已停止使用)。
20世紀30年代以來人工合成絕緣材料得到了迅速發展(zhǎn),主要有縮醛樹脂、氯丁橡膠、聚氯乙烯、丁苯橡膠、聚酰胺、三聚氰胺、聚(jù)乙烯及性能(néng)優異稱(chēng)之為塑料王的聚(jù)四氟乙烯等。這些合成材料(liào)的(de)出現(xiàn),對電工技術的發展起(qǐ)了重大(dà)作用.如縮醛(quán)漆包線用(yòng)於電機,使其工作溫度和(hé)可靠性提高,而電(diàn)機的(de)體積和重(chóng)量大大降低.玻璃纖維及其編(biān)織(zhī)帶的研製成功及有(yǒu)機矽樹脂的合成又為電機絕緣(yuán)增加了更高的耐熱等級。
20世紀40年代以後不飽和聚酯、環氧樹脂問世(shì)。粉雲母紙(zhǐ)的出現使人們擺脫了片雲母(mǔ)資(zī)源匱乏(fá)的困境.50年代以來,合成樹脂為基礎的新材料得到了(le)廣泛應用。如不飽和聚酯和環氧等絕緣(yuán)膠可(kě)供高壓電機線圈浸漬使用(yòng).聚酯係列(liè)產品可在電機槽襯絕緣、漆包線及浸漬(zì)漆中使用,使(shǐ)電機的體積和重(chóng)量進一步下降.六氟(fú)化硫開始用於高(gāo)壓電器。並(bìng)使之向大容量小型化發展(zhǎn).斷路器的空(kōng)氣絕(jué)緣及變壓器的油(yóu)和紙絕緣部分地被六氟化硫所取代。
20世紀60年代新(xīn)的耐熱樹脂得到了大發(fā)展.如聚(jù)酰亞胺、聚芳酰胺、聚芳碸、聚(jù)苯硫醚等(děng)更高耐熱等級的材(cái)料相繼問世。聚丙烯薄膜在這(zhè)一(yī)時期也成(chéng)功地用(yòng)於電力電容器。
20世紀70年代以來新材料的開發(fā)研究相對比較少,這一時(shí)期(qī)主要是對原有材料(liào)進行各種改進及擴大應用範圍。對礦(kuàng)物絕緣油采(cǎi)用新方法精製以降(jiàng)低其損耗;環氧雲母絕緣在提高其機(jī)械性能和實(shí)現無(wú)氣隙(xì)以提高其電性能方麵做了很(hěn)多改進。電力電容器由紙膜(mó)複合結構(gòu)向全膜結構過渡(dù).1000千伏(fú)級特高壓電力電纜開始(shǐ)研(yán)究用合成紙絕(jué)緣取代(dài)傳統的天然纖維紙。無公害絕緣(yuán)材料20世紀(jì)70年(nián)代以來也(yě)發展很快,如以無毒介質異丙基聯苯、酯類油取代有毒(dú)介質氯化聯苯,無溶(róng)劑漆的(de)擴大應用等.隨著家用電器的普及,其絕緣材料著火而導致重大火災事故屢有發生,所以對(duì)阻燃材料的研究引起了重視。
絕(jué)緣材料的研製和開發的水平是影響製約電工技術發展的關鍵之(zhī)一,從今後的(de)發展趨勢來(lái)看,要求(qiú)發展耐高壓、耐熱絕緣,無公害絕緣,複合絕緣,耐腐蝕、耐水、耐油(yóu)、耐深冷、耐輻照等新型絕緣材料.重點是發展(zhǎn)用於高壓大容量發電機的環(huán)氧雲母絕(jué)緣體係;高壓輸(shū)變電設備用的六氟化硫氣態介質:取代氯化聯苯的新型無毒合成介質;高性能絕緣(yuán)油;合成紙複合絕緣:阻燃性橡塑材料和表麵防護材料等,同時要積極加速傳(chuán)統電工(gōng)設備(bèi)用絕(jué)緣材(cái)料的更新換代。
導體(tǐ)和絕緣體之間沒有不可逾越的鴻溝,絕緣材料在某些外界條件,如(rú)加熱、加高(gāo)壓等影響下,會被“擊穿”而轉化為導體.如常溫下的玻(bō)璃是絕緣體,但在(zài)紅熾狀(zhuàng)態下就是導體了。再如空氣是絕緣體。但(dàn)被高壓電離之後就是導體(所以不能接觸甚至不能靠近高壓帶電體)。另外幹燥的木棒是絕緣體,潮濕的木(mù)棒就變成導體(tǐ);純淨的水是絕緣體,含有雜質的水是導體等(děng)等。