Dans les applications électriques antidéflagrantes, les matériaux isolants se divisent en deux catégories : les matériaux solides et les matériaux liquides, spécialement conçus pour ces applications, contrairement aux catégories d'isolants plus générales.
Matériaux isolants solides
Appelés “ matériaux isolants à l'état solide ”, il s'agit de substances qui restent solides dans les conditions d'utilisation. Cette catégorie comprend des matériaux tels que le vernis isolant, qui sont initialement liquides mais se solidifient lors de leur application.
Les matériaux isolants solides couramment utilisés dans les équipements électriques antidéflagrants sont énumérés ci-dessous.
| Nuance de matériau | Indice de suivi relatif (CTI) | Nom du matériau |
|---|---|---|
| I | 600 ≤ CTI | Céramique (émaillée), mica, verre |
| II | 400 ≤ CTI < 600 | Plastique à base de mélamine et d'amiante, plastique à base de silicone et d'amiante organique résistant à l'arc électrique, agrégat de polyester insaturé |
| III-a | 175 ≤ CTI < 400 | Plastique en polytétrafluoroéthylène, plastique à base de mélamine et de fibres de verre, panneau en tissu de verre époxy dont la surface est recouverte d'une peinture résistante aux arcs électriques |
| III-b | 100 ≤ CTI < 175 | Plastique phénolique |
Ces matériaux sont classés en fonction de leur indice comparatif de traçabilité (CTI), qui mesure leurs performances électriques superficielles. Cependant, leurs propriétés mécaniques, thermiques et chimiques peuvent varier considérablement, ce qui nécessite une sélection rigoureuse en fonction des conditions environnementales spécifiques d'utilisation, notamment en tenant compte de la résistance mécanique, de la résistance à la chaleur et de la durabilité chimique.
Matériaux céramiques (émaillés)
Composés de substances isolantes inorganiques non métalliques, ils sont obtenus par frittage d’oxydes métalliques et de composés métalliques non oxygénés. Leurs propriétés comprennent une dureté comprise entre 1 000 et 5 000 HV, une résistance à la traction de 26 à 36 MPa, une résistance à la compression de 460 à 680 MPa, des points de fusion supérieurs à 2 000 °C, une faible dilatation thermique, ainsi qu’une grande stabilité chimique et une résistance élevée à la corrosion.
Polytétrafluoroéthylène (PTFE)
Ce matériau en fluoroplastique résiste à une utilisation à long terme à des températures comprises entre -180 °C et 260 °C. Il présente une grande stabilité chimique, une bonne résistance à la corrosion, un faible coefficient de frottement et un coefficient de dilatation thermique élevé.
Plastique phénolique
Plastique thermodurcissable, commercialisé sous les noms de “ bakélite ” ou “ panneau phénolique ”, il peut résister à des températures supérieures à 3 000 °C et offre une excellente résistance à la combustion ainsi qu'une grande stabilité chimique, bien qu'il soit cassant et ne résiste pas à la corrosion alcaline.
Outre les matériaux isolants solides mentionnés, les équipements électriques antidéflagrants font largement appel à diverses substances isolantes solides, notamment des matières plastiques destinées à l'isolation des composants et certains matériaux auxiliaires utilisés dans les moteurs antidéflagrants.
Matériaux d'isolation liquides
Il s'agit de substances isolantes que l'on trouve généralement sous forme liquide, comme l'huile de transformateur, et de matériaux tels que le vernis isolant utilisé pour l'imprégnation des bobines, qui se solidifient après des traitements spécifiques mais sont néanmoins toujours considérés comme des isolants liquides.
1. Huile pour transformateurs
• Indispensable pour les équipements électriques antidéflagrants tels que les transformateurs, cette huile doit répondre à des normes spécifiques :
• Point d'inflammation non inférieur à 300 °C.
• Point d'éclair non inférieur à 200 °C (cuve fermée).
• Viscosité cinématique ne dépassant pas 1*10?? m²/s à 25 °C.
• Rigidité diélectrique d'au moins 27 kV.
• Résistivité volumique d'au moins 1*10??? m à 25 °C.
• Point d'écoulement ne dépassant pas -30 °C.
• Acidité (indice de neutralisation) inférieure ou égale à 0,03 mg/g (hydroxyde de potassium).
L'huile pour transformateurs, qui est principalement une huile isolante minérale composée d'alcanes, de cycloalcanes et d'hydrocarbures aromatiques insaturés, offre d'excellentes propriétés isolantes et une grande stabilité au vieillissement. Cependant, son utilisation dans les équipements miniers de classe I est limitée en raison de la dégradation potentielle de ses propriétés isolantes en cas d'utilisation prolongée.
2. Vernis
Utilisé pour l'imprégnation des bobines électriques dans les équipements antidéflagrants, le vernis isolant améliore leurs propriétés d'isolation électrique. Disponibles en versions à base de solvants et sans solvants, ces vernis sont composés de résines naturelles ou synthétiques associées à divers solvants, tels que le benzène et les alcools pour la version à base de solvants, et de résines synthétiques, d'agents solidifiants et de diluants actifs, comme le styrène, pour la version sans solvants.
Ces deux types de vernis offrent de multiples options adaptées à différents besoins d'application, garantissant ainsi une adaptabilité aux exigences opérationnelles spécifiques.
