חומרי בידוד נפוצים למכשירים חשמליים חסיני פיצוץ

ביישומים חשמליים עמידים בפני פיצוץ, חומרי הבידוד מחולקים לסוגים מוצקים ונוזליים, המותאמים במיוחד ליישומים אלה, בניגוד לקטגוריות בידוד כלליות יותר.

חומרי בידוד מוצקים

חומרים אלה, המכונים “חומרי בידוד במצב מוצק”, הם חומרים השומרים על מצבם המוצק בתנאי הפעלה. קטגוריה זו כוללת חומרים כגון לכה מבודדת, שהם נוזליים בתחילה אך מתקשים עם המריחה.

להלן רשימה של חומרי בידוד מוצקים הנפוצים בשימוש בציוד חשמלי מוגן מפני פיצוץ.

סוג החומר	מדד המעקב היחסי (CTI)	שם החומר
I	600≤CTI	קרמיקה (מזוגגת), נציץ, זכוכית
II	400≤CTI＜600	פלסטיק מלמין עמיד בפני קשת אסבסט, פלסטיק סיליקון אורגני עמיד בפני קשת אסבסט, אגרגט פוליאסטר בלתי רווי
III-א	175≤CTI＜400	פלסטיק פוליטטראפלואורואתילן, פלסטיק מלמין עם סיבי זכוכית, לוח בד זכוכית אפוקסי שטופל בצבע עמיד בפני קשת חשמלית על פני השטח
III-ב	100≤CTI＜175	פלסטיק פנולי

חומרים אלה מדורגים על פי מדד המעקב ההשוואתי (CTI) שלהם, המהווה מדד לביצועים החשמליים השטחיים. עם זאת, תכונותיהם המכניות, התרמיות והכימיות עשויות להשתנות באופן משמעותי, ולכן נדרשת בחירה קפדנית בהתאם לתנאי הסביבה הספציפיים שבהם ייעשה בהם שימוש, לרבות שיקולים הנוגעים לחוזק מכני, עמידות בחום ועמידות כימית.

חומרים קרמיים (מזוגגים)

חומרים אלה, המורכבים מחומרי בידוד אנאורגניים לא-מתכתיים, נוצרים באמצעות סינטור של תחמוצות מתכת ותרכובות מתכת ללא חמצן. תכונותיהם כוללות טווח קשיות של 1000~5000HV, חוזק מתיחה של 26~36 MPa, חוזק דחיסה של 460~680 MPa, נקודות התכה העולות על 2000°C, התפשטות תרמית נמוכה, וכן יציבות כימית גבוהה ועמידות בפני קורוזיה.

פוליטטראפלואורואתילן (PTFE)

חומר פלואורופלסטי זה מתאים לשימוש ממושך בטווח טמפרטורות שבין -180°C ל-260°C. הוא בעל יציבות כימית גבוהה, עמיד בפני קורוזיה, מתאפיין במקדם חיכוך נמוך ובעל מקדם התפשטות תרמית משמעותי.

פלסטיק פנולי

פלסטיק תרמוסטטי, המוכר בשוק בשם “בקליט” או “לוח פנולי”, המסוגל לעמוד בטמפרטורות העולות על 3000°C ומציע עמידות מצוינת בפני שריפה ויציבות כימית, אף שהוא שביר ואינו עמיד בפני קורוזיה אלקלית.

בנוסף לחומרי הבידוד המוצקים שהוזכרו, בציוד חשמלי מוגן מפני פיצוץ נעשה שימוש נרחב בחומרי בידוד מוצקים שונים, לרבות חומרים פלסטיים לבידוד רכיבים וחומרים עזר מסוימים במנועים מוגנים מפני פיצוץ.

חומרי בידוד נוזליים

מדובר בחומרים מבודדים הנמצאים בדרך כלל במצב נוזלי, כגון שמן שנאים, ובחומרים כגון לכה מבודדת המשמשת להטמעת סלילים, אשר מתקשים לאחר טיפולים ספציפיים אך עדיין נחשבים למבודדים נוזליים.

1. שמן שנאים

• שמן זה, הנחוץ לציוד חשמלי מוגן מפני פיצוץ כגון שנאים, חייב לעמוד בתקנים ספציפיים:

• נקודת ההצתה אינה נמוכה מ-300°C.

• נקודת הבזק שאינה נמוכה מ-200°C (בכוס סגורה).

• צמיגות קינמטית שאינה עולה על 1*10?? מ"ר/שנייה בטמפרטורה של 25°C.

• עמידות בפני פריצה דיאלקטרית של לפחות 27 קילו-וולט.

• התנגדות נפחית של לפחות 1*10??? מ' בטמפרטורה של 25°C.

• נקודת הזרימה אינה עולה על -30°C.

• חומציות (ערך נטרול) עד 0.03 מ"ג/ג' (הידרוקסיד אשלגן).
שמן שנאים, שהוא בעיקר שמן בידוד מינרלי המורכב מאלקנים, ציקלואלקנים ופחמימנים ארומטיים בלתי רוויים, מציע תכונות בידוד מצוינות ויציבות לאורך זמן. עם זאת, השימוש בו בציוד כרייה מסוג I מוגבל בשל הפגיעה הפוטנציאלית בתכונות הבידוד שלו בעקבות שימוש ממושך.

2. לכה

לכה מבודדת, המשמשת להחדרת חומר לסלילים חשמליים בציוד מוגן מפני פיצוץ, משפרת את יכולות הבידוד החשמלי שלהם. לכות אלה, הזמינות בצורות מבוססות ממס ונטולות ממס, מורכבות משרפים טבעיים או סינתטיים בשילוב עם ממסים שונים כגון בנזן ואלכוהולים עבור הסוג המבוסס על ממס, ומשרפים סינתטיים, חומרים מקשיחים ומדללים פעילים כגון סטירן עבור הסוג נטול הממס.

שני סוגי הלכה מציעים אפשרויות רבות המתאימות לצרכים שונים של יישום, ומבטיחים התאמה לדרישות תפעוליות ספציפיות.