Газообразные диэлектрики:
Воздух является основным изолирующим материалом. Он входит в состав электрической изоляции большинства электрических установок и играет важную роль в формировании электрических свойств изоляции.
Сухой воздух по объёму состоит из азота ( 78 % ), кислорода ( 21 % ), аргона ( 0,93), незначительного количества углекислого газа и примесей благородных газов. В качестве ЭИМ воздух используется в воздушных линиях электропередач, распределительных устройствах, в воздушных конденсаторах и выключателях.
Азот имеет такую же электрическую прочность как и воздух. Не смотря на это, он часто заменяет воздух в конденсаторах и в газонаполненных кабелях. Не обладая окисляющим действием, азот не разрушает соприкасающиеся с ним материалы.
Водород представляет интерес для электромашиностроительной промышленности. Коэффициент теплопередачи от твёрдого тела к газу у водорода в 1,5 раза выше, чем у воздуха, а плотность его значительно меньше. Поэтому, несмотря на меньшую электрическую прочность по сравнению с воздухом, применение его для охлаждения крупных электрических машин экономически целесообразнее, вследствие снижения потерь на трение в 10 раз, снижения вентиляционных шумов и увеличения срока службы твёрдой изоляции генераторов из-за отсутствия окисления.
Элегаз обладает высокой электрической прочностью, низкой температурой кипения, высокой дугогасящей способностью, нетоксичен и химически стоек до температуры 800 0С. Применяется в высоковольтном электрооборудовании: в газонаполненных кабелях, конденсаторах, распределителях и выключателях.
Жидкие диэлектрики:
Жидкие ЭИМ обладают высокой теплоёмкостью и высоким коэффициентом теплопередачи. Поэтому применение для изоляции жидких диэлектриков позволяет значительно улучшить отвод тепла от токоведущих частей машин и аппаратов и тем самым повысить их мощность. Ряд жидких диэлектриков обладает хорошими дугогасящими свойствами, поэтому они широко применяются в высоковольтных выключателях.
По своей природе и происхождению жидкие ЭИМ подразделяют на три основные группы.
Минеральные углеводороды – продукты перегонки нефти и каменного угля
Растительные углеводороды
Синтетические жидкие диэлектрики
Наибольшее распространение в технике получили минеральные масла. По своему назначению они подразделяются на трансформаторное, конденсаторное и кабельное.
Трансформаторное масло представляет собой неполярную жидкость от почти бесцветного до тёмно-жёлтого цвета. Цвет чистого масла зависит от исходного продукта и не определяет его свойства.
Конденсаторное масло отличается от трансформаторного только большей степенью очистки. Очистка повышает удельное электрическое сопротивление и электрическую прочность масла, а также резко уменьшает угол диэлектрических потерь.
Кабельное масло, служащее для пропитки бумажной изоляции кабелей высокого напряжения, - маловязкое. По своим электрическим свойствам оно близко к конденсаторному. Для пропитки изоляции кабелей на более низкое напряжение используются вязкие кабельные масла. В них для увеличения вязкости растворяют канифоль.
При работе в электрических аппаратах изоляционные свойства минерального масла постепенно ухудшаются. Происходит электрическое старение масла. В процессе старения в масле образуются кислоты и смолы. Масло темнеет, его вязкость возрастает. Тяжёлые, загрязняющие масло частицы осаждаются на дно баков и детали аппаратов. Образуются плотные слои так называемого ила или шлама, резко ухудшающее отвод тепла от токоведущих частей.
Старение минеральных масел вызвано окислением кислородом воздуха, особенно озоном, образующимся при коронировании. Воздействие света иповышенных температур ускоряет процесс старения. При непосредственном контакте с некоторыми металлами (медью, алюминием, свинцом и другими) процесс старения ускоряется, так как металлы являются катализаторами.
Растительные масла – вязкие жидкости, получаемые из семян различных растений. Растительные масла делят на две группы, резко отличающиеся по свойствам и областям применения. К первой относят высыхающие масла, ко второй невысыхающие.
Высыхание масла представляет собой химический процесс образования из тонкого слоя масла прочной эластичной плёнки. Процесс высыхания (отвердения) идёт под действием нагрева, освещения и соприкосновения с воздухом.
В электротехнической промышленности наиболее распространёнными высыхающими маслами являются тунговое и льняное. Они применяются для изготовления электроизоляционных лаков, лакотканей, пропитки дерева и других волокнистых материалов. Одним из наиболее распространённых невысыхающих жидких диэлектриков является касторовое масло, получаемое из семян клещевины, оно используется для пропитки бумажных конденсаторов, рассчитанных на работу при постоянном напряжении.
Синтетические жидкие диэлектрики. В нашей стране наибольшее распространение получили хлорированные углеводороды, известные под названием совол и совтол. Совол является очень хорошим жидким диэлектриком для конденсаторов, но из-за большой вязкости не пригоден для заливки трансформаторов. Для этой цели его разбавляют трихлорбензолом, соответственно получая совтол.