在防爆電氣應用中,絕緣材料被區分為固體和液體類型,專門針對這些應用量身打造,不同於較廣泛的絕緣類別。
固體絕緣材料
這些被稱為 「固態絕緣材料 」的物質在操作條件下會保持固態。這一類別包括像絕緣清漆這樣的材料,這些材料最初是液態的,但在使用時會固化。
防爆電氣設備中常用的固體絕緣材料如下。
材料等級 | 與追蹤指數 (CTI) 相比 | 材料名稱 |
---|---|---|
I | 600≤CTI | 陶瓷(釉面)、雲母、玻璃 |
II | 400≤CTI<600 | 三聚氰胺石棉耐弧塑料、矽有機石棉耐弧塑料、不飽和聚酯骨料 |
III-a | 175≤CTI<400 | 聚四氟乙烯塑膠、三聚氰胺玻璃纖維塑膠、表面經抗弧漆處理的環氧玻璃布板 |
III-b | 100≤CTI<175 | 酚醛塑料 |
這些材料是根據其比較追蹤指數 (CTI) 來分級的,比較追蹤指數是表面電氣性能的量度。然而,它們的機械、熱和化學特性可能會有很大的差異,因此必須根據使用的特定環境條件來謹慎選擇,包括考慮機械強度、耐熱性和化學耐久性。
陶瓷(釉面)材料
由無機非金屬絕緣物質組成,是由金屬氧化物和非氧金屬化合物燒結而成。其特性包括硬度範圍 1000~5000HV、抗拉強度 26~36MPa、抗壓強度 460~680MPa、熔點超過 2000°C、熱膨脹率低、化學穩定性高且耐腐蝕。
聚四氟乙烯 (PTFE)
這種氟塑膠材料可在 -180°C 至 260°C 的溫度範圍內長期使用。它具有高度的化學穩定性、耐腐蝕性、低摩擦係數以及顯著的熱膨脹係數。
酚醛塑料
它是一種熱固性塑膠,商業上稱為「電木板」或「酚醛板」,可承受超過 3000°C 的溫度,並具有優異的耐燒性和化學穩定性,但較脆且不耐鹼性腐蝕。
除上述固體絕緣材料外,防爆電氣設備還廣泛使用各種固體絕緣物質,包括用於絕緣元件的塑膠材料以及防爆馬達中的某些輔助材料。
液體絕緣材料
這些是指通常以液態狀態存在的絕緣物質,例如變壓器油,以及用於線圈浸漬的絕緣漆等材料,這些材料在經過特定處理後會固化,但仍被視為液態絕緣體。
1.變壓器油
- 對於變壓器等防爆電氣設備來說是不可或缺的,這種油必須符合特定的標準:
- 燃點不低於 300°C。
- 閃點不低於 200°C(密閉杯)。
- 運動黏度在 25°C 時不超過 1*10? m²/s。
- 介電擊穿強度至少 27kV。
- 25°C 時體積電阻率至少為 1*10??? m。
- 傾倒點不高於 -30°C。
- 酸度(中和值)高達 0.03 mg/g(氫氧化鉀)。
變壓器油主要是由烷烴、環烷烴和不飽和芳香族烴組成的礦物絕緣油,具有極佳的絕緣品質和老化穩定性。然而,由於長期使用可能會導致絕緣性能降低,因此其在 I 級採礦設備中的使用受到限制。
2.清漆
絕緣清漆用於浸漬防爆設備中的電線圈,可提高其電絕緣能力。這些清漆有溶劑型和無溶劑型兩種,溶劑型清漆是由天然或合成樹脂與各種溶劑(如苯和酒精)結合而成,無溶劑型清漆則由合成樹脂、凝固劑和活性稀釋劑如苯乙烯等組成。
這兩種清漆都提供多種選項,以滿足不同的應用需求,確保可適應特定的作業要求。