Nelle applicazioni elettriche antideflagranti, i materiali isolanti si distinguono in tipi solidi e liquidi, studiati appositamente per queste applicazioni, a differenza delle categorie di isolamento più generiche.
Materiali isolanti solidi
Denominati “materiali isolanti allo stato solido”, si tratta di sostanze che rimangono allo stato solido nelle condizioni operative. Questa categoria comprende materiali come la vernice isolante, che inizialmente sono liquidi ma si solidificano una volta applicati.
Di seguito sono elencati i materiali isolanti solidi comunemente utilizzati nelle apparecchiature elettriche antideflagranti.
| Grado del materiale | Indice di tracciamento relativo (CTI) | Nome del materiale |
|---|---|---|
| I | 600 ≤ CTI | Ceramica (smaltata), mica, vetro |
| II | 400 ≤ CTI < 600 | Plastica a base di melamina e amianto, plastica organica a base di silicone resistente all'amianto, aggregato di poliestere insaturo |
| III-a | 175 ≤ CTI < 400 | Plastica in politetrafluoroetilene, plastica in melamina rinforzata con fibra di vetro, pannello in tessuto di vetro epossidico trattato in superficie con vernice resistente all’arco elettrico |
| III-b | 100 ≤ CTI < 175 | Plastica fenolica |
Questi materiali sono classificati in base al loro indice comparativo di tracciabilità (CTI), un parametro che misura le prestazioni elettriche superficiali. Tuttavia, le loro proprietà meccaniche, termiche e chimiche possono variare in modo significativo, rendendo necessaria un’attenta selezione in base alle specifiche condizioni ambientali di utilizzo, tenendo conto, tra l’altro, della resistenza meccanica, della resistenza al calore e della resistenza chimica.
Materiali ceramici (smaltati)
Costituiti da sostanze isolanti inorganiche non metalliche, questi materiali si ottengono mediante sinterizzazione di ossidi metallici e composti metallici privi di ossigeno. Le loro caratteristiche includono un intervallo di durezza compreso tra 1000 e 5000 HV, una resistenza alla trazione compresa tra 26 e 36 MPa, una resistenza alla compressione compresa tra 460 e 680 MPa, punti di fusione superiori a 2000 °C, bassa espansione termica, elevata stabilità chimica e resistenza alla corrosione.
Politetrafluoroetilene (PTFE)
Questo materiale fluoroplastico resiste all'uso prolungato a temperature comprese tra -180 °C e 260 °C. È altamente stabile dal punto di vista chimico, resistente alla corrosione, presenta un basso coefficiente di attrito e ha un coefficiente di dilatazione termica significativo.
Plastica fenolica
Si tratta di una plastica termoindurente, nota in commercio come “bachelite” o “pannello fenolico”, in grado di resistere a temperature superiori a 3000 °C e che offre un’eccellente resistenza alla combustione e stabilità chimica, sebbene sia fragile e non resistente alla corrosione alcalina.
Oltre ai materiali isolanti solidi citati, le apparecchiature elettriche antideflagranti utilizzano ampiamente varie sostanze isolanti solide, tra cui materiali plastici per l'isolamento dei componenti e alcuni materiali ausiliari nei motori antideflagranti.
Materiali isolanti liquidi
Si tratta di sostanze isolanti che si trovano solitamente allo stato liquido, come l’olio per trasformatori, e di materiali quali la vernice isolante utilizzata per l’impregnazione delle bobine, che, pur solidificandosi dopo specifici trattamenti, continuano a essere considerati isolanti liquidi.
1. Olio per trasformatori
• Indispensabile per le apparecchiature elettriche antideflagranti, come i trasformatori, questo olio deve soddisfare norme specifiche:
• Punto di infiammabilità non inferiore a 300 °C.
• Punto di infiammabilità non inferiore a 200 °C (metodo a coppa chiusa).
• Viscosità cinematica non superiore a 1*10?? m²/s a 25 °C.
• Resistenza di rottura dielettrica pari ad almeno 27 kV.
• Resistività volumica di almeno 1*10??? m a 25 °C.
• Punto di scorrimento non superiore a -30 °C.
• Acidità (valore di neutralizzazione) fino a 0,03 mg/g (idrossido di potassio).
L'olio per trasformatori, costituito principalmente da un olio isolante minerale contenente alcani, cicloalcani e idrocarburi aromatici insaturi, offre eccellenti proprietà isolanti e stabilità all'invecchiamento. Tuttavia, il suo impiego nelle apparecchiature minerarie di Classe I è limitato a causa del potenziale deterioramento delle sue proprietà isolanti in caso di utilizzo prolungato.
2. Vernice
Utilizzata per l’impregnazione delle bobine elettriche nelle apparecchiature antideflagranti, la vernice isolante ne migliora le proprietà di isolamento elettrico. Disponibili in versione a base di solventi e senza solventi, queste vernici sono costituite da resine naturali o sintetiche combinate con vari solventi, quali benzene e alcoli per il tipo a base di solventi, e da resine sintetiche, agenti indurenti e diluenti attivi come lo stirene per il tipo senza solventi.
Entrambe le tipologie di vernice offrono numerose opzioni per soddisfare diverse esigenze applicative, garantendo l'adattabilità a specifici requisiti operativi.
