V elektrických aplikáciách odolných proti výbuchu sa izolačné materiály na rozdiel od širších kategórií izolácií rozlišujú na pevné a kvapalné typy, ktoré sú prispôsobené špeciálne pre tieto aplikácie.
Pevné izolačné materiály
Ide o látky, ktoré zostávajú v prevádzkových podmienkach pevné a označujú sa ako "izolačné materiály v pevnom stave". Do tejto kategórie patria materiály ako izolačný lak, ktoré sú pôvodne tekuté, ale po aplikácii stuhnú.
Bežne používané pevné izolačné materiály v nevýbušných elektrických zariadeniach sú uvedené nižšie.
Trieda materiálu | V porovnaní s indexom sledovania (CTI) | Názov materiálu |
---|---|---|
I | 600≤CTI | Keramika (glazovaná), sľuda, sklo |
II | 400≤CTI<600 | Melamínový azbestový oblúkový plast, silikónový organický azbestový oblúkový plast, nenasýtené polyesterové kamenivo |
III-a | 175≤CTI<400 | Polytetrafluóretylénový plast, melamínový plast zo sklenených vlákien, epoxidová doska zo sklenenej tkaniny ošetrená na povrchu farbou odolnou voči oblúku |
III-b | 100≤CTI<175 | Fenolový plast |
Tieto materiály sú klasifikované na základe ich porovnávacieho indexu sledovania (CTI), ktorý je mierou povrchovej elektrickej výkonnosti. Ich mechanické, tepelné a chemické vlastnosti sa však môžu výrazne líšiť, čo si vyžaduje starostlivý výber na základe konkrétnych podmienok prostredia, v ktorom sa používajú, vrátane zohľadnenia mechanickej pevnosti, tepelnej odolnosti a chemickej trvanlivosti.
Keramické (glazované) materiály
Tieto anorganické nekovové izolačné látky vznikajú spekaním oxidov kovov a zlúčenín kovov bez obsahu kyslíka. Medzi ich vlastnosti patrí tvrdosť v rozsahu 1000 ~ 5000HV, pevnosť v ťahu 26 ~ 36 MPa, pevnosť v tlaku 460 ~ 680 MPa, teplota tavenia viac ako 2000 °C, nízka tepelná rozťažnosť a vysoká chemická stabilita a odolnosť proti korózii.
Polytetrafluóretylén (PTFE)
Tento fluoroplastový materiál vydrží dlhodobé používanie pri teplotách od -180 °C do 260 °C. Je vysoko chemicky stabilný, odolný voči korózii, vykazuje nízky koeficient trenia a má významný koeficient tepelnej rozťažnosti.
Fenolový plast
Ide o termosetový plast, komerčne známy ako "bakelit" alebo "fenolová doska", ktorý odoláva teplotám vyšším ako 3 000 °C a má vynikajúcu odolnosť voči horeniu a chemickú stabilitu, hoci je krehký a nie je odolný voči alkalickej korózii.
Okrem uvedených pevných izolačných materiálov sa v nevýbušných elektrických zariadeniach vo veľkej miere používajú rôzne pevné izolačné látky vrátane plastových materiálov na izoláciu komponentov a určitých pomocných materiálov v nevýbušných motoroch.
Tekuté izolačné materiály
Ide o izolačné látky, ktoré sa zvyčajne nachádzajú v tekutej forme, ako napríklad transformátorový olej, a materiály, ako napríklad izolačný lak používaný na impregnáciu cievok, ktoré po špecifickej úprave tuhnú, ale stále sa považujú za kvapalné izolátory.
1. Transformátorový olej
- Tento olej je nevyhnutný pre nevýbušné elektrické zariadenia, ako sú transformátory, a musí spĺňať špecifické normy:
- Bod vznietenia nie je nižší ako 300 °C.
- Bod vzplanutia nie je nižší ako 200 °C (uzavretý pohár).
- Kinematická viskozita nepresahuje 1*10?? m²/s pri 25 °C.
- Dielektrická prierazná pevnosť najmenej 27 kV.
- Objemový odpor najmenej 1*10??? m pri 25 °C.
- Teplota tuhnutia nie je vyššia ako -30 °C.
- Kyslosť (neutralizačná hodnota) do 0,03 mg/g (hydroxid draselný).
Transformátorový olej, predovšetkým minerálny izolačný olej obsahujúci alkány, cykloalkány a nenasýtené aromatické uhľovodíky, má vynikajúce izolačné vlastnosti a stabilitu pri starnutí. Jeho použitie v ťažobných zariadeniach triedy I je však obmedzené z dôvodu možnej degradácie jeho izolačných vlastností pri dlhodobom používaní.
2. Lak
Izolačný lak sa používa na impregnáciu elektrických cievok v nevýbušných zariadeniach a zlepšuje ich elektroizolačné vlastnosti. Tieto laky, ktoré sú k dispozícii vo forme na báze rozpúšťadiel a bez rozpúšťadiel, sa skladajú z prírodných alebo syntetických živíc v kombinácii s rôznymi rozpúšťadlami, ako sú benzén a alkoholy v prípade lakov na báze rozpúšťadiel a syntetické živice, tuhnúce činidlá a aktívne riedidlá, ako je styrén, v prípade lakov bez rozpúšťadiel.
Oba typy lakov ponúkajú viacero možností, ktoré vyhovujú rôznym aplikačným potrebám a zabezpečujú prispôsobenie sa špecifickým prevádzkovým požiadavkám.