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电绝缘材料

用来隔离不同电势的导电部分的材料。其电导率约在10-10 w/m以下。在不同的电气产品中，绝缘材料往往根据需要起到储能、散热、冷却、灭弧、防潮、防霉、防腐、防辐射、机械支撑和固定、导体保护等作用。

绝缘材料的种类很多，可分为气体、液体、固体三大类。常用的气体保温材料有空气、氮气、六氟化硫等。液体绝缘材料主要包括矿物绝缘油、合成绝缘油(硅油、十二烷基苯、聚异丁烯、异丙基联苯、二芳基乙烷等)两大类。固体绝缘材料可分为有机和无机两种类型。有机固体绝缘材料包括绝缘漆、绝缘胶、绝缘纸、绝缘纤维制品、塑料、橡胶、漆布管及绝缘浸渍纤维制品、电工膜、复合制品及胶带、电工层压制品等。无机固体绝缘材料主要包括云母、玻璃、陶瓷及其制品。相比之下，固体绝缘是最重要和最多样化的。

不同的电气设备对绝缘材料的性能有不同的要求。高压电机、高压电缆等高压电气设备的绝缘材料要求高击穿强度和低介电损耗。低压电器的主要要求是机械强度、断裂伸长率和耐热性。

绝缘材料的电性能、热性能、机械性能、耐化学性、耐气候变化性、耐腐蚀性等宏观性能与其化学成分、分子结构等密切相关。无机固体绝缘材料主要由硅、硼和多种金属氧化物组成，以离子结构为主，主要特点是耐热性高，工作温度一般大于180，稳定性好，在电场作用下具有耐大气老化、耐化学性和长期老化性能；但脆性高，冲击强度低，抗压强度高，抗拉强度低；工程质量低劣。有机材料一般为聚合物，平均分子量为104 ~ 106，其耐热性通常低于无机材料。含芳环、杂环、硅、钛、氟等元素的材料的耐热性高于一般线性链高分子材料。

影响绝缘材料介电性能的重要因素是分子极性的强弱和极性组分的含量。极性材料的介电常数和介电损耗高于非极性材料，容易吸附杂质离子，增加电导率，降低介电性能。因此，在保温材料制造过程中，应注意清洁，防止污染。电容器电介质要求较高的介电常数以提高其特性。

最早使用的绝缘材料是棉、丝、云母、橡胶和其他天然产品。20世纪初，工业合成塑料酚醛树脂首次出现，具有良好的电性能和较高的耐热性。后来又出现了性能较好的脲醛树脂、醇酸树脂。随着三氯联苯(PCB)合成绝缘油的出现(但由于对人体健康有害而停产)，电力电容器的特殊性能有了飞跃。同时还合成了六氟化硫。

自30年代以来，人工保温材料得到了迅速发展，主要有缩醛树脂、氯丁橡胶、聚氯乙烯、丁苯橡胶、聚酰胺、三聚氰胺、聚乙烯和性能优异的聚四氟乙烯被称为塑料之王。这些合成材料的出现对电气技术的发展起了重要作用。例如，在电机中使用缩醛漆包线，使其工作温度和可靠性提高，并且大大减少了电机的体积和重量。玻璃纤维及其编织带的成功开发和硅树脂的合成提高了电机绝缘H的耐热等级。

40年代以后不饱和聚酯、环氧树脂问世。云母纸的出现使人们摆脱了云母资源短缺的困境。

20世纪60年代，含杂环和芳香环的耐热树脂得到了很大的发展，如聚酰亚胺、聚酰胺、聚砜、聚苯硫醚等H级及更高耐热等级的材料。这些耐热材料的合成为今后F级和H级电机的发展创造了有利条件。在这一时期，聚丙烯薄膜也成功地应用于电力电容器。

自20世纪70年代以来，对新材料开发的研究相对较少。在此期间，主要是对现有材料进行改性，扩大其应用范围。采用新方法对矿物绝缘油进行了精制，降低了矿物绝缘油的损耗。环氧云母绝缘在提高其力学性能和实现无气隙以提高其电性能方面做了许多改进。功率电容器由纸膜复合结构向全膜结构过渡。1000千伏特高压电力电缆用合成绝缘纸替代传统天然纤维纸的研究已经开始。无公害保温材料自20世纪70年代以来也得到迅速发展，如无毒介质异丙基联苯、酯油代替有毒介质氯化联苯、无溶剂涂料的应用扩大等。随着家用电器的普及，绝缘材料的火灾导致重大火灾事故的发生，因此阻燃材料的研究越来越受到重视。

绝缘材料的研究开发水平是影响和制约电工技术发展的关键因素之一。从未来趋势看，要求发展耐高压、耐热保温、无溶剂无公害保温、复合保温、耐腐蚀、耐水、耐油、耐低温、耐辐射和阻燃材料，发展节能材料。研制高压大容量发电机用环氧云母绝缘系统是关键。中小型电机用F、H级绝缘系列；高压输变电设备用六氟化硫气体介质；替代氯化联苯的新型无毒合成介质高性能绝缘油；合成纸复合绝缘；阻燃橡塑材料和表面保护材料，同时积极加快用绝缘材料替代传统电气设备。

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