Sprādziendrošās elektrotehniskajās sistēmās izolācijas materiālus iedala cietos un šķidros veidos, kas ir īpaši pielāgoti šiem pielietojumiem, atšķirībā no plašākajām izolācijas kategorijām.
Cietie izolācijas materiāli
Šīs vielas, ko dēvē par “cietvielu izolācijas materiāliem”, ekspluatācijas apstākļos saglabā cietu stāvokli. Šajā kategorijā ietilpst tādi materiāli kā izolācijas laka, kas sākotnēji ir šķidra, bet pēc uzklāšanas sacietē.
Zemāk ir uzskaitīti izolācijas materiāli cietā veidā, kurus parasti izmanto sprādziendrošās elektriskajās iekārtās.
| Materiāla klase | Indeksa izsekošanas koeficients (CTI) | Materiāla nosaukums |
|---|---|---|
| I | 600 ≤ CTI | Keramika (glazēta), vizla, stikls |
| II | 400 ≤ CTI < 600 | Melamīna-azbesta loka izturīga plastmasa, silikona-organiskā azbesta loka izturīga plastmasa, nepiesātināta poliestera pildviela |
| III-a | 175 ≤ CTI < 400 | Politetrafluoroetilēna plastmasa, melamīna stikla šķiedras plastmasa, epoksīda stikla auduma plāksne, kuras virsma apstrādāta ar loka izturīgu krāsu |
| III-b | 100 ≤ CTI < 175 | Fenola plastmasa |
Šie materiāli tiek klasificēti, pamatojoties uz to salīdzinošo izlādes indeksu (CTI), kas raksturo to virsmas elektriskās īpašības. Tomēr to mehāniskās, termiskās un ķīmiskās īpašības var ievērojami atšķirties, tāpēc ir nepieciešama rūpīga izvēle, ņemot vērā konkrētos lietošanas vides apstākļus, tostarp mehānisko izturību, siltumizturību un ķīmisko izturību.
Keramikas (glazētie) materiāli
Tie sastāv no neorganiskām nemetāliskām izolācijas vielām un tiek iegūti, kausējot metālu oksīdus un metālu savienojumus bez skābekļa. To īpašības ietver cietības diapazonu no 1000 līdz 5000 HV, stiepes izturību no 26 līdz 36 MPa, spiedes izturību no 460 līdz 680 MPa, kušanas temperatūru, kas pārsniedz 2000 °C, zemu siltuma izplešanos, kā arī augstu ķīmisko stabilitāti un izturību pret koroziju.
Politetrafluoroetilēns (PTFE)
Šis fluoroplastiskais materiāls ir piemērots ilgstošai lietošanai temperatūru diapazonā no -180 °C līdz 260 °C. Tam piemīt augsta ķīmiskā stabilitāte, tas ir izturīgs pret koroziju, tam ir zems berzes koeficients un ievērojams siltuma izplešanās koeficients.
Fenola plastmasa
Šī termoreaktīvā plastmasa, kas komerciāli pazīstama kā “bakelīts” vai “fenola plāksne”, spēj izturēt temperatūras, kas pārsniedz 3000 °C, un tai piemīt izcila ugunsdrošība un ķīmiskā stabilitāte, lai gan tā ir trausla un nav izturīga pret sārmu koroziju.
Papildus minētajiem cietajiem izolācijas materiāliem sprādziendrošās elektriskās iekārtās plaši tiek izmantotas dažādas cietās izolācijas vielas, tostarp plastmasas materiāli komponentu izolācijai un noteikti palīgmateriāli sprādziendrošajos motoros.
Šķidrie izolācijas materiāli
Ar to tiek domātas izolējošas vielas, kas parasti sastopamas šķidrā veidā, piemēram, transformatoru eļļa, kā arī materiāli, piemēram, izolācijas laka, ko izmanto tinumu impregnēšanai un kas pēc noteiktas apstrādes sacietē, taču joprojām tiek uzskatīti par šķidriem izolatoriem.
1. Transformatoru eļļa
• Šī eļļa, kas ir nepieciešama sprādziendrošām elektriskajām iekārtām, piemēram, transformatoriem, ir jāatbilst konkrētiem standartiem:
• Ugunsgrēka temperatūra nav zemāka par 300 °C.
• Uzliesmošanas temperatūra nav zemāka par 200 °C (slēgtā traukā).
• Kinemātiskā viskozitāte nepārsniedz 1*10?? m²/s pie 25 °C.
• Dielektriskā izturība pret caurspīdēšanu — vismaz 27 kV.
• Tilpuma pretestība vismaz 1*10??? m pie 25 °C.
• Sastingušanas temperatūra nedrīkst pārsniegt -30 °C.
• Skābumu (neitralizācijas skaitlis) līdz 0,03 mg/g (kālija hidroksīds).
Transformatoru eļļa, kas galvenokārt ir minerāla izolācijas eļļa, kuras sastāvā ir alkāni, cikloalkāni un nepiesātināti aromātiskie ogļūdeņraži, nodrošina izcilas izolācijas īpašības un stabilitāti ilgtermiņā. Tomēr tās izmantošana I klases kalnrūpniecības iekārtās ir ierobežota, jo ilgstošas lietošanas gadījumā var pasliktināties tās izolācijas īpašības.
2. Laka
Izolācijas laka, ko izmanto elektrisko tinumu impregnēšanai sprādziendrošās iekārtās, uzlabo to elektriskās izolācijas īpašības. Šie lakas ir pieejami gan uz šķīdinātāju bāzes, gan bez šķīdinātāju, un to sastāvā ir dabiskas vai sintētiskas sveķi, kas uz šķīdinātāju bāzes laku gadījumā tiek kombinēti ar dažādiem šķīdinātājiem, piemēram, benzolu un spirtiem, bet bez šķīdinātāju laku gadījumā — ar sintētiskām sveķiem, sacietēšanas līdzekļiem un aktīviem atšķaidītājiem, piemēram, stirēnu.
Abi laku veidi piedāvā daudzveidīgas iespējas, kas atbilst dažādām lietošanas vajadzībām, nodrošinot pielāgojamību konkrētām ekspluatācijas prasībām.
