Elektrinė izoliacija yra esminė grandinė, užtikrinanti saugų ir patikimą elektros įrenginių veikimą. Straipsnyje apžvelgiama, kokios yra elektros izoliacinės medžiagos, kurios jos dažniausiai naudojamos, kaip jos pritaikomos ir pagal kokius standartus klasifikuojamos bei tikrinamos.
Kokios yra elektros izoliacijos medžiagos
Elektros izoliacinės medžiagos yra įvairios: mediena, medvilnė, popierius, aliejiniai dažai, asfalto dažai, poliesterio plėvelė, stiklo audinys, stiklo pluoštas, kvarcas, stiklas, asbestas, sudėtiniai silikoniniai organiniai esterio dažai, kvarcas, stiklas, izoliaciniai kartonai ir kitos inžinerinės medžiagos bei inžinerinis plastikas. Dažnai naudojamos ir tokios medžiagos kaip žėrutis, marmuras, porcelianas, siera, derva, šelakas, guma, lino, viskozė, popierius, plėvelės, laminatai, plastikai ir kt.
Dažniausiai naudojamos izoliacinės medžiagos
Dažniausiai naudojamos izoliacinės medžiagos apima: žėrutį, porcelianą, stiklą, stiklo pluoštą, epoksidines plokštes (pvz., FR-4, 3240 epoksidinė plokštė), bakelito plokštę, PC plokštę, akrilo plokštę, organinį stiklą, PVC plokštę, POM plokštę, PP plokštę, izoliacinius popierius (PB, DMD/DM) ir įvairias dervas bei impregnatus. Taip pat nurodomos klijuojančios ir impregnacinės plokštės, plėvelės ir sudėtiniai gaminiai.
Dažniausiai naudojamos izoliacinės medžiagos pagal chemines savybes
Pagal chemines savybes izoliacinės medžiagos skirstomos į neorganines, organines ir mišrias. Dažniausiai naudojamos neorganinės izoliacijos: žėrutis, asbestas, marmuras, porcelianas, stiklas, siera ir kt., kurios dažnai naudojamos motorinių vyniojimo apvijų, pagrindų plokščių ir jungikliams izolacijai. Organinės izoliacijos apima šelaką, dervą, gumą, medvilninius verpalus, popierių, linas, viskozę ir kt., daugiausia naudojamos dažams, vyniojant vielą dengta izoliacija. Mišrios izoliacijos derinamos priklausomai nuo specifinių reikalavimų.
Izoliacijos pritaikymas ir pagrindiniai reikalavimai
Izoliacijos funkcija yra izoliuoti skirtingų potencialų įtampos dalis elektros įrenginiuose. Todėl izoliacinė medžiaga turi didelę izoliacijos varžą, išlaikyti įtampos stiprumą, atsparumą karščiui, gerą šilumos laidumą, atsparumą drėgmei ir žaibų rizikai, didelį mechaninį stiprumą ir gerą apdorojamumą. Pagrindiniai eksploataciniai rodikliai: dielektrinis stiprumas, tempimo atsparumas, savitasis svoris, plėtimosi koeficientas ir kt. Dielektrinio pramušimo stiprumas ir dalinio išlydžio varža yra pagrindiniai IEC/GB vertinimo kriterijai dielektrinėms medžiagoms.
Izoliacijos atsparumas įtampai ir temperatūrai
Įtampa veikiant izoliacijai sukuria elektrinį lauką. Minimalus įtampos lygis, kurį izoliacija sugenda, vadinamas gedimo įtampa. Atsparumas įtampai priklauso nuo storio, medžiagos savybių ir aplinkos sąlygų. Temperatūra taip pat turi didelės įtakos izoliacijos efektyvumui: kylant temperatūrai, dielektrinės savybės silpnėja, todėl pasirenkama atitinkama temperatūros klasė (Y, A, E, B, F, H, C).
Kas yra izoliacija?
Izoliacija yra medžiaga, kuri nelaidi elektrai, t.y. jos atitinka funkciją užkirsti elektronų srautui ir apsaugoti žmones nuo elektros smūgio bei įrangą nuo gedimų.
Isoliacinės plokštės ir jų gamybai naudojamos medžiagos
Elektros izoliacinės plokštės pagamintos iš įvairių medžiagų: polivinilchlorido (PVC) plokštės, epoksidinės dervos plokštė, popieriaus ofsetinė plokštė, medžiaginė guminė plokštė, bakelitinė plokštė, dervų plokštės, akrilo plokštės, organinio stiklo plokštės, XLPE plokštės, PET plėvelės ir kt. PV naudotos plokštės gali būti impregnituotos, laminato ar plėvelės formos, skirtos skirtingoms taikymo sritims.
Izoliacinių medžiagų klasifikacija pagal JB/T ir GB/IEC standartus
Pagal Kinijos standartus JB/T izoliaciniai gaminiai klasifikuojami į aštuonias kategorijas, su numerine sistema: 1) dažai, dervos ir klijai; 2) impregnoto pluošto gaminiai; 3) laminatai; 4) plastikai; 5) žėručio gaminiai; 6) plėvelės, lipnios juostos ir sudėtiniai gaminiai. Kiekviename segmente tęsiama detali klasifikacija, nurodanti medžiagos tipą ir taikymo sritį. GB2900“ izoliacijos apibrėžia: „medžiaga, naudojama prietaisui atlikti elektros izoliaciją“.
Kaip pasirinkti geriausią izoliaciją?
Geriausia izoliacija - tai medžiaga su gera elektros ir šilumos izoliacija, užtikrinanti ilgaamžiškumą bei saugumą. Realybėje nėra vienos tobulos medžiagos, kuri tiktų visoms sąlygoms; dažnai sprendimai derinami priklausomai nuo taikymo srities, aplinkos, darbo temperatūros ir mechaninių apkrovų. XLPE dažnai siūlo didesnį laidumą, tačiau PVC plėvelė suteikia mechanines apsaugines savybes ir atsparumą išoriniams veiksniams. Be to, reikia atsižvelgti į ugniai atsparumo ir dūmingumo reikalavimus (LSZH be halogenų).
Izoliacijos klasifikacija pagal įrangą
Remiantis IEC/GB standartais, įrenginių apsaugos klasės apima I, II, III klases ir papildomai 0 klasę. I klasė naudoja pagrindinę izoliaciją su apsauginiu įžeminimu; II klasė naudoja dvigubą arba sustiprintą izoliaciją; III klasė dirba tik su SELV/PELV įtampomis. Žemiau pateiktos pagrindinės sąvokos:
- 0 klasė: tik pagrindinė izoliacija, be PE; laikoma istorine ir retai naudojama.
- I klasė: pagrindinė izoliacija su PE, automatinis atjungimas; dažnai naudojama metaliniams prietaisams, buičiai ir pramoninėms sistemoms.
- II klasė: dviguba arba sustiprinta izoliacija; be PE; dažnai naudojama mažesnių buities įrenginių ir IT įrangos prietaisams.
- III klasė: veikia tik su SELV/PELV įtampomis; žemų įtampų apšvietimo ir žaislų programos.
Į ką atsižvelgti diegiant izoliacines medžiagas
Renkant izoliacines medžiagas svarbu įvertinti jų diegimą, storį, atsparumą aplinkos sąlygoms ir taršoms, mechaninį patvarumą, atsparumą drėgmei, temperatūrai ir chemiškai agresyvioms aplinkoms. Taip pat būtina laikytis vietinių ir tarptautinių standartų, tokių kaip IEC 61140, GB/T 17045, IEC 60085, IEC 60216-1, IEC 60364-4-41 ir kitų, užtikrinančių izoliacinių medžiagų kokybę, saugumą ir patikimumą. Atitiktis šiems standartams palengvina įėjimą į tarptautines rinkas, sumažina riziką dėl neatitikties ir užtikrina nuoseklų kokybės vadybos procesą.
Išvada
Elektrinių įrenginių izoliacijos klasifikacija ir pasirinkimas priklauso nuo taikymo srities, įtampos lygio, darbo temperatūros ir aplinkos sąlygų. Žinodami pagrindines medžiagų grupes, jų savybes ir atitiktį tarptautiniams standartams, projektuotojai ir technikai gali kurti saugius, patikimus ir efektyvius elektros įrenginius, kurie atitinka rinkos reikalavimus.
Nauji duomenys ir praktiniai pavyzdžiai
- Izoliacijos klasės pagal tipą transformatoriuose ir varikliuose dažniausiai yra A, E, B, F ir H klasės, kur maksimalus darbinis temperatūros kilimas atitinka klasę (A 105°C, B 130°C, F 155°C, H 180°C).
- Labiausiai naudojama instaliacijos kabelių izoliacija - PVC ir XLPE (XLPE siūlo aukštesnę laidumo talpą ir didesnį šilumos toleravimą, tačiau reikia atsižvelgti į degumo ir dūmingumo reikalavimus).
- Behalogeniniai kabeliai (LSZH) suteikia mažesnį dūmingumą ir be halogenų išmetamų dujų saugumui visuomeniniuose pastatuose.
tags: #elektros #izoliacijos #klasifikavimas