BÀI 2: VẬT
LIỆU CÁCH ĐIỆN
I.
Khái niệm vật liệu cách điện
và tính chất chung của vật liệu
-
Ngày nay, mỗi gia đình đều cân nhắc lựa chọn và sử
dụng các thiết bị điện cũng như vật cách điện nhằm mang đến an toàn về điện.
Trong đó, vật liệu cách điện có mặt hầu hết trong nhà của bạn. Bài viết sẽ
trình bày cho bạn cái nhìn khái quát về vật liệu cách điện này nhé!
1. Khái niệm vật liệu cách điện.
-
Chất cách điện là các chất dẫn điện kém, có điện trở suất rất lớn (khoảng 106 -
1015 Ωm). Các vật liệu
này được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và trong đời sống, nhằm mục đích
ngăn chặn sự tiếp xúc của dòng điện với người hoặc với các dòng điện khác.
-
Nhiều chất cách điện là các chất điện môi,
tuy nhiên cũng có những môi trường cách điện không phải là chất điện môi
(như chân không).
-
Các loại vật liệu cách điện gồm có: cách điện rắn (ví dụ: gỗ,
nhựa, vỏ bọc dây diện), cách điện lỏng (ví dụ: dầu máy biến áp), cách điện khí (không khí, khí SF6).
Đặc trưng
-
Đối với các chất cách điện là chất điện môi, các đặc trưng như
điện trở suất, độ thẩm điện môi (hằng
số điện môi), tổn hao điện môi, độ bền điện môi (điện
áp đánh thủng cách điện) được quan tâm khi chế tạo các thiết bị cách điện.
-
Yếu tố quan trọng để đánh giá một vật liệu cách điện là cường độ điện trường đánh thủng. Khi cường
độ điện trường đặt lên vật liệu vượt quá giá trị cho phép thì sẽ xuất hiện sự
phóng điện (quá điện áp), phá hủy vật liệu và vật liệu mất đi đặc tính cách
điện vốn có.
-
Cường độ điện
trường đánh thủng cũng là yếu tố quan trọng nhất để lựa chọn cách điện cho các
ứng dụng. Các nghiên cứu để chế tạo các loại vật liệu cách điện có khả năng
chịu được điện trường ngày càng cao được chú ý, để cho phép giảm kích thước của
các thiết bị điện.
-
Vật liệu không cho phép dòng điện đi qua
chúng được gọi là vật liệu cách điện. Chúng có khả năng ngăn hoặc giảm
truyền điện, nhiệt hoặc âm thanh đến thiết bị hoặc khu vực khác.
-
Cách đơn
giản nhất để xác định vật liệu cách điện thì cần xác định vật liệu không phải
là một chất dẫn điện tốt. Điện tích của vật liệu cách điện không di chuyển tự
do và nó có điện trở cao mà dòng điện không thể đi qua nó.
-
Lý do sử
dụng vật liệu cách điện là để tách rời các bộ phận dẫn điện của thiết
bị với nhau và khỏi các bộ phận nối đất.
-
Các
thành phần nối đất có thể bao gồm vỏ hoặc cấu trúc cơ học cần thiết để cho phép
thiết bị được xử lý và vận hành. Nhiệm vụ của cách điện là chỉ cho dòng điện đi
theo những con đường trong mạch điện đã được sơ đồ quy định.
2. Phân loại vật liệu cách điện
Phân
loại theo trạng thái vật lý.
- Vật liệu cách
điện thể khí: Không khí
khô, carbon dioxide, argon, nitơ,..
- Vật
liệu cách điện thể lỏng: Dầu
hạt lanh, dầu khoáng hydrocarbon tinh chế, tinh thần và vecni tổng hợp,…
- Vật
liệu cách điện thể rắn: Mica,
gỗ, đá phiến, thủy tinh, sứ, cao su, bông, lụa, tơ nhân tạo, terylene,
giấy và vật liệu cellulose,….
Vật liệu cách điện bảo vệ độ an toàn điện cho con người
Phân loại theo thành phần hóa học.
-
Vật liệu
cách điện hữu cơ: gồm các vật liệu có nguồn gốc thiên nhiên như cao su,
lụa, phíp, xeluloit và nhóm vật liệu nhân tạo như nhựa pheenol, amino,
ployseste, xilicon, polyetylen, vinyl, polyamit,..Vật liệu cách điện vô cơ gồm
các chất khí, chất lỏng không cháy, các loại vật liệu răn như gốm, sứ, thủy
tinh, mica,…
Phân
loại theo tính chịu nhiệt.
-
Đây là
sự phân loại cơ bản, phổ biến vật liệu cách điện dùng trong
các kỹ thuật điện. Khi lựa chọn vật liệu cách điện, người ta cần xác định vật
liệu có tính chịu nhiệt theo cấp nào: cấp Y (900C), cấp A (1050C),
cấp E (1200C), cấp B(1300C), cấp F(1550C), cấp
H (1800C), cấp C (>1800C).
3. Tính chất
chung của vật liệu cách điện
Các vật
liệu cách điện nên có các tính chất sau:
- Vật liệu phải có
độ bền cơ học cao để mang lực căng và trọng lượng của dây dẫn.
- Chúng
phải có cường độ điện môi cao.
- Vật
liệu này có điện trở cao để ngăn dòng điện rò rỉ từ dây dẫn xuống đất.
- Vật
liệu này không xốp và không có tạp chất.
- Tính
chất điện và hóa học của vật liệu không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ.
II. Ứng
dụng vật liệu cách điện trong đời sống
-
Vật liệu cách điện là vật liệu chống lại dòng điện
để không gây tác hại cho con người cũng như sự hoạt động sản xuất công nghiệp
đạt hiệu quả. Cùng khám phá những ứng dụng mà chất cách điện đáp ứng các nhu
cầu trong cuộc sống ngay sau đây.
An toàn
điện bằng các vật liệu cách điện
1. Cách điện cho cáp và đường truyền
- Vật liệu cách điện thường được sử dụng làm lớp phủ
bảo vệ trên dây dẫn điện và cáp. Các lõi cáp chạm vào nhau nên được tách
ra và cách điện bằng các lớp cách điện trên mỗi lõi.
- Ví dụ
như polyetylen, polyetylen liên kết chéo, polyvinyl clorua-PVC, Teflon,
silicon,... truyền cáp trần nơi chúng được hỗ trợ bởi các cột
điện. Bushings được làm từ vật liệu thủy tinh, sứ, hoặc composite.
Cách
điện lõi cáp bằng vỏ bọc cách điện
2. Cách điện cho hệ thống điện tử.
- Tất cả
các thiết bị và dụng cụ điện tử đều chứa PCB (bảng mạch in) có các thành phần
điện tử khác nhau trên chúng. PCB được sản xuất bằng nhựa epoxy và sợi
thủy tinh.
- Tất cả
các thành phần điện tử được cố định trên bảng PCB cách điện. Trong SCR (bộ
chỉnh lưu bán dẫn), bóng bán dẫn và mạch tích hợp, vật liệu silicon được sử
dụng làm vật liệu dẫn điện và có thể được chuyển đổi thành vật liệu cách điện bằng cách sử dụng quy trình nhiệt và
oxy.
3. Áp dụng chất cách điện trong hệ thống năng lượng.
- Dầu
máy biến áp được sử dụng rộng rãi như một chất cách điện để ngăn ngừa hồ quang
trong máy biến áp, chất ổn định, bộ ngắt mạch,... Dầu cách điện có thể chịu
được các đặc tính cách điện đến điện áp sự cố điện quy định.
- Chân không, khí (lưu huỳnh hexafluoride), và dây gốm hoặc thủy tinh là các
phương pháp cách điện khác trong hệ thống điện áp cao. Máy biến áp nhỏ,
máy phát điện và động cơ điện có chứa lớp cách điện trên cuộn dây bằng phương
pháp vecni polymer. Băng cách điện sợi thủy tinh cũng được sử dụng như một
dải phân cách cuộn dây.
Dầu máy
biến áp dùng để cách điện các bộ phận năng lượng của máy biến thế điện
4. Thiết bị cầm tay cách điện trong nước.
- Tất cả
các thiết bị điện cầm tay được cách điện để ngăn người dùng khỏi nguy cơ sốc
điện.
- Lớp
cách điện loại 1 chỉ chứa lớp cách điện cơ bản trên dây và thân kim loại
được nối đất tại hệ thống nối đất chính. Chốt thứ ba trên phích cắm
điện phải dành cho kết nối nối đất.
- Lớp
cách điện loại 2 biểu thị một thiết bị có "cách điện
kép". Tất cả các thành phần điện bên trong phải được bao bọc
hoàn toàn trong một chất cách điện. Điều này sẽ ngăn chặn mọi sự thiếu hụt
với các bộ phận dẫn điện.
5. Băng
cách điện cáp điện.
- Băng
PVC được sử dụng rộng rãi để cách điện dây điện và các bộ phận dẫn điện “sống”
khác. Nó được làm bằng nhựa vinyl vì nó kéo dài tốt và có khả năng cách
nhiệt hiệu quả và lâu dài. Băng keo điện cho lớp cách nhiệt H được làm
bằng vải sợi thủy tinh.
Băng keo
dính cách điện ứng dụng nhiều trong các thiết bị điện gia đình
6. Chất cách điện trong thiết bị bảo vệ cá nhân.
- PPE
bảo vệ con người khỏi các mối nguy hiểm sốc điện bằng các mạch điện. PPE
cách điện để bảo vệ đầu, bảo vệ mắt và mặt đồng thời găng tay cách điện là dụng
cụ cần thiết để bảo vệ chống lại tất cả các nguy cơ điện thông thường.
- Các công cụ cách nhiệt và tấm chắn bảo vệ giúp thợ điện làm việc an
toàn. Giày điện môi (giày an toàn phi kim loại) hoặc giày chống nguy hiểm
về điện được sản xuất với đế và gót chống sốc điện.
7. Thảm
cao su điện.
- Thảm
cách điện được ứng dụng rộng rãi cho các mục đích điện các trạm biến áp, nhà
máy điện,.... Thảm được sử dụng cho sàn phủ bên dưới bảng điều khiển để đảm bảo
an toàn cho công nhân nếu có sự rò rỉ dòng điện xảy ra.
III. Những vật liệu cách điện
được sử dụng nhiều nhất
-
Vật cách điện rất quan trọng liên quan đến sự an
toàn của con người và nâng cao hiệu suất trong sản xuất công nghiệp. Bạn muốn
biết vật liệu cách điện nào được sử dụng nhiều trong các ứng dụng bảo vệ thiết
bị điện ngày này, bạn có thể tham khảo bài viết sau đây
Vật liệu nào được sử dụng nhiều nhất để cách điện an toàn cho con người?
1. Vật liệu cách điện chất rắn
1.1. Đất
sét/ gốm/ sứ.
- Vật
liệu gốm sứ (đất sét, gạch) được sử dụng để chế tạo thành các chất cách điện,
linh kiện và bảng mạch. Các đặc tính cách điện của gốm tốt được bổ sung
bởi tính dẫn nhiệt cao. Đây là vật liệu tiêu chuẩn cho cách điện cao áp và
RF.
1.2. Nhựa.
- Nhựa
PVC, Cresyl Pthalate, DEHP và các loại nhựa khác ngày nay đã thay thế cao su để
làm chất cách điện cho dây dẫn và các bộ phận khác. PVC và nylon hiện nay
là tiêu chuẩn trong hầu hết các loại dây. Nhựa có điện trở suất thấp hơn
thủy tinh nhưng thực tế được sử dụng nhiều hơn đồng thời đây cũng là vật liệu cách điện phổ biến và đầy đủ cho hệ thống
dây điện và cáp.
1.3. Gỗ/
giấy.
- Giấy
và các tông được sử dụng làm chất cách điện trong một số trường hợp nhất định
vì các vật liệu này rẻ tiền và có thể hoạt động trong các tình huống mà không
có nhiệt độ cao hoặc điện áp cao.
- Gỗ
cũng là một chất cách nhiệt tốt. Vì thế, cả nhựa và gỗ đều được sử dụng
trên tay cầm của dụng cụ nấu ăn và các vật dụng gia đình khác.
1.4.
Mica.
- Tấm
mica được sử dụng để cách điện khi gặp nhiệt độ cao. Mica có tính dẫn
nhiệt cao vì vậy chất cách điện mica rất hữu ích cho các bóng bán dẫn tản nhiệt
hoặc các thành phần khác với vỏ dẫn điện.
- Đây là
một vật liệu ổn định tốt ngay cả khi tiếp xúc với các yếu tố. Tấm mica dễ
dàng được đóng dấu và định hình cho các thành phần điện. Mica rất quan
trọng đối với các loại tụ điện phổ biến nhất.
1.5.
Thủy tinh (silica, tro soda và đá vôi).
- Thủy
tinh là một trong những vật liệu đầu tiên được sử dụng trong truyền điện nhưng
phần lớn được thay thế theo hướng có lợi cho vật liệu rẻ hơn. Vật liệu này
hoạt động tốt cho điện báo và các thiết bị điện áp thấp khác. Nó vẫn được
sử dụng ngày nay ở một mức độ nào đó.
- Bông
thủy tinh được sử dụng rộng rãi để cách nhiệt các tòa nhà, cũng như nồi hơi và
hồ chứa.
Gốm sứ là vật liệu cách điện được sử dụng nhiều nhất trên đường truyền chân
không
2. Vật liệu cách điện thể khí.
- Lưu
huỳnh hexafluoride (SF6) được sử dụng làm môi trường cách điện trong các thiết bị điện. SF6 có đặc
tính điện môi tuyệt vời và rất phù hợp để sử dụng trong các thiết bị ngắt cho
xếp hạng chuyển mạch tương đối thấp. Việc sử dụng SF6 làm giảm các yêu cầu
về không gian cho thiết bị đóng cắt, cách ly các bộ phận chuyển mạch khỏi ô
nhiễm môi trường và cho phép giảm đáng kể việc bảo trì.
III. Vật liệu cách điện thể lỏng.
- Dầu
biến thế là sản phẩm dầu mỏ này được sử
dụng làm chất cách điện và chất dẫn nhiệt nhờ các đặc tính làm mát và điện môi
tuyệt vời. Nó dẫn nhiệt ra khỏi cuộn dây biến áp nóng.
- Một số
tụ điện cũng sử dụng dầu cách điện. Dầu cách điện đóng vai trò quan trọng đối
với tuổi thọ của máy biến áp. Nó là một chất lỏng phổ biến cho hệ
thống máy biến áp và được gọi là vật liệu cách điện phổ biến nhất trên toàn thế giới.
Nano siêu cách điện là sản phẩm cách điện an toàn cho thiết bị gia đình và
ứng dụng đa lĩnh vực công nghiệp ngày nay
*Các dạng phóng điện trong
chất khí:
- Phóng
điện tỏa sáng: Xảy khi áp
suất thấp, plazma không thể có điện dẫn lớn vì số lượng phân tử khí quá ít.
Phóng điện
tỏa sáng thường chiếm toàn bộ khoảng không gian giữa các điện cực và được ứng
dụng làm đèn nêông, đèn quảng cáo, trang trí, ống phát sáng…
- Phóng điện tia lửa: Xảy ra khi áp suất lớn, plazma không chiếm hết toàn bộ không gian
mà chỉ là một dòng tia nhỏ nối giữa các điện cực.
Mật độ điện
tích trong dòng plazma rất lớn có thể dẫn được dòng điện lớn nhưng không quá
lớn vì bị giới hạn bởi công suất nguồn.
Trong thực
tế phóng điện tia lửa được áp dụng làm thiết bị đốt lò gas và dầu, đánh lửa
bugi xe máy, ôtô, thử nghiệm cường độ trường cách điện của các điện môi…
- Phóng điện hồ quang: Tương tự như phóng điện tia lửa nhưng ở đây công suất nguồn lớn và
thời gian tác dụng trong thời gian dài. Phóng điện này xảy ra trong áp suất
cao.
Dòng điện
hồ quang lớn, đốt nóng dòng plazma làm cho điện dẫn của nó tăng thêm, do đó
dòng hồ quang càng tăng.
Dòng điện
hồ quang sẽ tăng tới mức ổn định khi có sự cân bằng giữa phát nóng và tỏa nhiệt
của khe hồ quang
Phóng điện
hồ quang là một quá trình đòi hỏi phải có đủ thời gian cần thiết. Bởi vậy khi
thời gian tác dụng của điện áp ngắn dù có công suất nguồn lớn cúng chỉ gây ra
hiện tượng phóng điện tia lửa mà thôi (ví dụ như phóng điện của sét, phóng điện
trên các đường dây tải điện… ).
Dòng điện
phóng điện hồ quang có nhiệt độ cao, nên trong thực tế áp dụng làm điện cực hồ
quang, hàn hồ quang, hàn điểm, đấu dây điện…
- Phóng điện vầng quang: Là một dạng phóng điện đặc biệt chỉ tồn tại trong trường không
đồng nhất và xuất hiện trong khu vực xung quanh điện cực.
Dạng phóng
điện này là dạng phóng điện không hoàn toàn vì dòng plazma không nối liền hai
điện cực, do đó không có dòng điện lớn.
Phóng điện vầng quang chưa làm mất hẳn tính chất cách điện của
chát khí nhưng cũng không nên để phát sinh vầng quang vì nó gây nhiều tác hại.
Có thể nói phóng điện vầng
quang chính là sự ion hóa chất khí và quá trình kết hợp giữa các ion trái dấu
để trở lại trạng thái bình thường, cả hai quá trình này đều trả lại năng lượng
dưới dạng quang năng.
Khi thời tiết xấu có thể thấy phóng điện vầng quang trên các đường
dây tải điện áp cao.
Phóng điện này gây nên một tổn thất năng lượng lớn trên đường dây
truyền tải điện.
Chúng ta phải làm giảm phóng điện này bằng cách: tăng tiết điện
dây dẫn, dùng dây dẫn có bề mặt nhẵn bóng, phân dây thành các pha nhỏ nối liền
với nhau để có đường kính lớn.
Trong công nghiệp phóng điện vầng quang được sử dụng để sơn tĩnh
điện, lọc bụi tĩnh điện bảo vệ môi trường…
2.1.2. Tính chất chung của vật liệu cách điện:
2.1.2.1.
Tính hút ẩm của điện môi:
Các vật
liệu điện nói chung đều hút ẩm vào bên trong từ môi trường xung quanh hay thấm
ẩm tức là hơi nước xuyên qua chúng.
Khi bị thấm
ẩm tính chất cách điện của điện môi bị giảm nhiều.
Những vật
liệu cách điện không cho nước đi vào bên trong nó khi đặt trong môi trường có
độ ẩm cao, trên bề mặt có thể ngưng tụ một lớp ẩm làm cho dòng rò bề mặt tăng,
điện áp phóng điện dọc theo bề mặt giảm và có thể gây nên sự cố cho các thiết
bị điện.
2.1.2.2.
Tính chất cơ học của điện môi:
*Độ bền kéo dãn, nén và uốn:
Ở vật liệu cách điện có
cấu tạo dị hướng (lớp, sợi ) thì độ bền cơ học phụ thuộc hướng tác động lực.
Cần nhấn mạnh rằng một
vài điện môi như thủy tinh, gốm sứ, và một số nhựa độ bền nén cao hơn rất nhiều
so với độ bền kéo dãn và độ bền uốn. Còn kimloại độ bền kéo , nén, uốn giống
nhau.
Độ bền cơ học của điện
môi phụ thuộc vào điện tích mặt cắt ngang của mẫu thử.
Độ bền cơ học của thủy
tinh tăng lên khi đường kính của sợi thủy tinh giảm xuống.
Độ bền cơ học của vật
liệu cách điện phụ thuộc vào nhiệt độ, thông thường thị độ bền giảm xuống khi
nhiệt độ tăng.
Xác định độ bền cơ học
và biến dạng tương đối của vật liệu khi bị phá hủy đã cho phép đưa ra những
đánh giá về độ bền cơ học và tính bị biến dạng dưới tải.
Tuy nhiên những thử
nghiệm này không thể kết luận được đầy đủ tính chất của vật liệu dưới tải cơ.
Tính chất này được gọi
là tính chảy dẻo của vật liệu. Tính chảy dẻo là tính chất không tốt nếu trong
khi sử dụng vậu liệu vẫn giữ hình dạng và kích thước không đổi.
Khi nhiệt độ tăng lên
gần nhiệt độ nóng chảy thì tính chảy dẻo của vật liệu tăng nhanh.
*Tính ròn của vật liệu:
Đây là khả năng bị phá
hủy của vật liệu mà không có biến dạng.
Độ ròn phụ thuộc vào
cấu trúc của vật liệu và điều kiện thử nghiệm; độ ròn tăng lên khi tăng tốc độ
tải và giảm nhiệt độ.
Tính ròn được quan sát
thấy ở tải va đập, còn được gọi là độ ròn va đập. Nhiều vật liệu có độ bền tĩnh
cao hơn nhiều lần độ bền động.
Nhiều vật liệu giòn tức là trong khi có độ
bền tương đối cao đối với phụ tải tĩnh thì dễ bị phá hủy bởi lực động bất ngờ
đặt vào.
Để đánh giá
khả năng của vật liệu chống lại tác động của phụ tải động người ta xác định ứng
suất dai va đập.
Ứng suất dai va đập svđ của vật liệu tìm được bằng cách chia năng lượng A tiêu tốn để bẻ
gãy mẫu vật có tiết ngang S cho tiết diện này.
Ứng suất do
va đập đo bằng kG.cm/cm3 hoặc trong hệ SI bằng J/m2; 1J/m2 @ 10-3kGcm/cm2
Polietylen có svđ > 100kG.cm/cm2
Gốm và mêcalếch svđ 2- 5 kG.cm/cm2
*Độ nhớt của vật liệu:
Các vật liệu cách điện
lỏng và sệt như: dầu, sơn, hợp chất ngâm tẩm. Đặc tính cơ quan trọng nhất cảu
chúng đó là độ nhớt.
Độ nnớt (ma sát trong)
– đó là tính chất cảu chất khí, chất lỏng thể hiện sự cản trở chuyển dịch của phần này so với phần
khác.
Chỉ số nhớt thể hiện
bằng giá trị 
, còn được gọi là độ nhớt động lực học, hoặc
là hệ số ma sát trong.
Độ nhớt động lực học là
một đại lượng nằm trong nhiều phương trình của định luật thủy động lực.
Độ nhớt động v là tỷ số
độ nhớt động lực học vủa chất lỏng với khối lượng riêng D. v=
.
Độ
cứng:
Độ cứng của vật liệu là khả năng bề mặt
của vật liệu chống lại biến dạng gây nên bởi lực nén truyền từ vật có kích
thước nhỏ truyền vào nó.
*Tính chịu nóng (độ bền
nhiệt ) của điện môi:
Khả năng
của vật liệu cách điện và các chi tiết chịu đựng không bị hư hỏng trong thời
gian ngắn cũng như lâu dài dưới tác động của nhiệt độ cao và sự thay đổi đột
ngột của nhiệt độ được gọi là độ bền chịu nóng hay độ bền nhiệt.
Độ bền chịu
nóng của điện môi vô cơ thường được xác định theo điẻm bắt đầu biến đổi tính chất điện, ví dụ tgd tăng rõ rệt hay điện trở suất giảm.
Đại lượng
độ bền chịu nóng được đánh giá bằng trị số nhiệt độ ( đo bằng 0 C )
xuất hiện sự biến đổi các tính chất.
Độ bền nóng
của điện môi hữu cơ thường được xác định theo điểm bắt đầu biến dạng cơ học kéo
hoặc uốn, hoặc theo sự lún sâu của kim dưới áp lực khi nung nóng điện môi.
Theo quy định của IEC (hội
kỹ thuật điện quốc tế )
PHÂN CẤP VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN
THEO ĐỘ BỀN CHỊU NÓNG
|
Ký hiệu cấp chịu nhiệt
|
Nhiệt độ làm việc lớn nhất cho phép, 0C
|
Ký hiệu cấp chịu nhiệt
|
Nhiệt độ lớn nhất cho phép, 0C
|
|
Y
A
E
|
90
105
120
|
B
F
H
C
|
130
155
180
> 180
|
* Cấp Y: Bao
gồm các vật liệu sợi gốc xenlulô và tơ (sợi, vải, băng đai, giấy, các tông, gỗ…
) nếu chúng không được tẩm và ngâm trong vật liệu cách điện lỏng.
* Cấp A: Là
các vật liệu cấp Y khi đã được ngâm hay tẩm bất kỳ chất cách điện khác. Ví dụ:
giấy tẩm hay ngâm trong dầu biến áp, vải bông tẩm dầu ,tơ có dầu hay sơn. Trong
cấp A còn có êmay gốc sơn nhựa dầu, tấm gỗ dán…
* Cấp E: Gồm
các chất dẻo có độn hữu cơ và lớp nhựa liên kết chịu nhiệt loại fênol focmalđêhít
và các loại tương tự khác (hêtinắc, tectonit, bột nén có độn bột gỗ… ) nhựa
êpôcxi và hỗn hợp không có độn, chất cách điện của dây êmay gốc sơn polyvinyl
axêtan…
Như vậy cấp
Y, A, E gồm chủ yếu là các vật liệu cách điện thuần tuý hữu cơ. Một số vật cách
điện hữu cơ khác (cao su, polystyrol… ) có độ bền chịu nóng thậm chí còn thấp
hơn cấp Y và không được đưa vào phân loại theo tiêu chuẩn.
* Cấp B: Bao
gồm meca vụn, các vật liệu sợi amian và thuỷ tinh kết hợp với các vật liệu liên
kết và tẩm hữu cơ như: các micnit (trong đó có đệm giấy hoặc vải hữu cơ), vải
sơn thuỷ tinh, téctolit, thuỷ tinh dựa trên nhựa phenol focmalđehyt chịu nhiệt,
hỗn hợp êpocxi với lớp độn vô cơ…
* Cấp F: Bao
gômg micanit, các vật liệu trên cơ sở sợi thuỷ tinh không có lớp đệm hoặc có
lớp đệm vô cơ; chất liên kết và tẩm là vật liệu hữu cơ có độ bền chịu nóng cao êpocxi
poliête chịu nhiệt, silic hữu cơ.
* Cấp H:
Tương tự với cấp F nhưng chất liên kết là loại nhựa silic hữu cơ có độ bền
nhiệt đặc biệt cao.
* Cấp C: Gồm
các vật liệu vô cơ thuần tuý, hoàn toàn không có thành phần kết dính hay tẩm.
Đó là chất
cách điện oxit nhôm và florua nhôm, mica, thuỷ tinh và vật liệu sợi thuỷ tinh,
thạch anh, amian, micalếch, ximăng, amian không tẩm, mícanhít chịu nóng…
2.1.2.3. Tính chất hóa học
của điện môi:
*Tính chất hóa học:
Sự hiểu biết tính chất
hóa học của điện môi rất quan trọng để đánh giá độ tin cậy của vật liệu trong
khai thác và hoàn thiện công nghệ.
Khi điện môi làm việc
lâu dài, nó không được phép bị phá hủy, không gây ra ăn mòn kim loại tiếp xúc
với nó; không liên kết với các vật chất khác (Ví dụ với các chất khí, nước,
kiềm, dung dịch muối, axít ).
Độ bền vững dưới tác
động của tất cả các vật chất kể trên ở mỗi điện môi rất khác nhau.
*Sự tác động của tia năng lượng bức xạ
cao:
Trong kỹ thuật, rất
nhiều thiết bị điện chịu sự tác động của những bức xạ có năng lượng cao ở thời
gian ngắn hoặc dài.
Trong trường hợp này cần
phải biết được mức độ bền vững của vật liệu dưới tác độngcủa tia bức xạ, và giữ
cho vật liệu tính chất điện và cơ ổn định, chính xác hơn là độ bền vững bức xạ.
Vì vậy ngoài tính chất
lý hóa, điện của vật liệu cần phải thên tính chịu bức xạ.
Mặt khác năng lượng bức
xạ cao có thể được sử dụng trong kỹ thuật công nghệ chế tạo vật liệu mới.
Các vật liệu mới này có
tính chịu nhiệt, độ bền hóa học cao mà bằng phương pháp cũ không thể thực hiện
được.
· Bức
xạ hạt: là các tia và (các điện tử có
tốc độ khác nhau)
· Bức
xạ sóng: là tia 
, tia bức xạ Rơngen.
Sự tác động của tia bức
xạ có thể dẫn tới phản ứng hóa học giữa các phân tử. Các quá trình ion hóa gây
ra dòng điện tử tức thời, phá vỡ và dịch chuyển liên kết hoá học, tạo ra những
gốc mới.
Các điện tử tích tụ
trong các vị trí khuyết tật. Gây ra các phản ứng hóa học khác nhau.
Trong trưòng hợp cá
biệt, ở các polime hữu cơ cá sự tách chất khí, tạo ra và loại bỏ các liên kết
đôi. Polime hóa lại, tạo thành các liên kết ngang.
Đặc điểm và mức độ thay
đổi tính chất của polime sau thời gian thử nghiệm được xác định bằng ưu thế của
quá trình bức xạ.
Khi hình thành các liên
kết ngang có thể thấy được sự thay đổi về tính chất cơ lý của vật liệu. Nếu
chiếu tia lâu hoặc cường độ cao sẽ xảy ra phá hủy bất cứ một polime nào.
Vật liệu bền vững với tia bức xạ phải có
hai tính chất:
1) Có khả năng hấp thụ năng lượng mà không bị
ion hóa;
2) Có khả năng hình thành số lượng lớn các
liên kết đôi so với sự phá vỡ liên kết.
Dưới tác động của tia
chiếu, các polime có khả năng chuyển từ một cấu trúc liên kết này sang cấu trúc
liên kết khác.
Sự ảnh hưởng của tia
bức xạ và ánh sáng tới các vật liệu vô cơ như thạch anh, mica, oxit kẽm và các
vật amian, thủy tinh không lớn.
Anh hưởng của tia bức
xạ rất lớn tới tính chất bề mặt của điện môi. Sau khi nhiệt luyện tính chất của
các vật liệu vô cơ có thể phục hồi như tính chất ban đầu.
Một số vật liệu hữu cơ
ảnh hưởng của tia chiếu làm thay đổi tất cả các tính chất của vật liệu. Ví dụ:
làm giảm điện trở suất, giảm độ bền cơ học…