Sự phát triển gần đây của vật liệu cách điện

Các vật liệu cách nhiệt được sử dụng sớm nhất là các sản phẩm tự nhiên như bông, lụa, mica và cao su. Vào đầu thế kỷ 20, tổng hợp công nghiệp nhựa phenolic nhựa ra đời đầu tiên, có tính chất dẫn điện tốt, chịu nhiệt cao. Sau đó, nhựa urê-formaldehyde và nhựa alkyd với hiệu suất tốt hơn lần lượt xuất hiện. Sự xuất hiện của dầu cách điện tổng hợp trichlorobiphenyl đã tạo ra một bước nhảy vọt về đặc tính riêng của tụ điện (nhưng nó đã bị dừng lại vì nó có hại cho sức khỏe con người). Lưu huỳnh hexafluoride cũng được tổng hợp trong cùng thời gian.

Từ những năm 1930, vật liệu cách điện tổng hợp đã phát triển nhanh chóng, chủ yếu bao gồm nhựa acetal, neoprene, polyvinyl clorua, cao su styrene-butadiene, polyamide, melamine, polyethylene và polytetrafluoroethylene, được mệnh danh là vua của các loại nhựa với hiệu suất tuyệt vời. Đợi đã. Sự xuất hiện của các vật liệu tổng hợp này đã đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển của công nghệ điện. Ví dụ, dây tráng men acetal được sử dụng trong động cơ để cải thiện nhiệt độ làm việc và độ tin cậy của nó, trong khi khối lượng và trọng lượng của động cơ được giảm đáng kể. Sự phát triển thành công của sợi thủy tinh và dây đai bện của nó và tổng hợp nhựa silicone đã bổ sung mức độ chịu nhiệt của lớp H cho lớp cách điện của động cơ.

Sau những năm 1940, polyester không bão hòa và nhựa epoxy ra đời. Sự xuất hiện của mica giấy bột khiến mọi người thoát khỏi cảnh khan hiếm nguồn tài nguyên mica tấm.

Kể từ những năm 1950, các vật liệu mới dựa trên nhựa tổng hợp đã được sử dụng rộng rãi, chẳng hạn như chất kết dính cách điện polyester và epoxy không bão hòa để tẩm vào cuộn dây động cơ cao áp. Các sản phẩm dòng Polyester được sử dụng trong cách điện lót khe động cơ, dây tráng men và sơn tẩm, và cách điện động cơ điện áp thấp cấp E và cấp B đã được phát triển, giúp giảm thêm khối lượng và trọng lượng của động cơ. Lưu huỳnh hexafluoride bắt đầu được sử dụng trong các thiết bị điện cao áp, và khiến nó phát triển theo hướng thu nhỏ công suất lớn. Lớp cách điện không khí của máy cắt và lớp cách điện bằng giấy và dầu của máy biến áp được thay thế một phần bằng lưu huỳnh hexafluoride.

Trong những năm 1960, nhựa chịu nhiệt có chứa dị vòng và vòng thơm đã được phát triển rất nhiều, chẳng hạn như polyimide, polyaramide, polyarylsulfone, polyphenylene sulfide và các vật liệu khác thuộc cấp độ H và các loại chịu nhiệt cao hơn. Việc tổng hợp các vật liệu chịu nhiệt này đã tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của động cơ hạng F và hạng H trong tương lai. Màng polypropylene cũng được sử dụng thành công trong các tụ điện trong thời kỳ này.

Kể từ những năm 1970, có rất ít nghiên cứu về sự phát triển của vật liệu mới. Trong thời kỳ này, các sửa đổi khác nhau chủ yếu được thực hiện đối với các vật liệu hiện có và phạm vi áp dụng được mở rộng. Dầu cách điện khoáng được tinh chế theo phương pháp mới để giảm tổn thất; epoxy mica cách nhiệt đã thực hiện nhiều cải tiến trong việc cải thiện các tính chất cơ học của nó và không có khoảng trống không khí để cải thiện tính chất điện của nó. Tụ điện chuyển từ cấu trúc hỗn hợp màng giấy sang cấu trúc toàn màng. Cáp điện 1000 kV UHV bắt đầu nghiên cứu thay thế giấy sợi tự nhiên truyền thống bằng giấy tổng hợp cách điện. Các vật liệu cách nhiệt không gây ô nhiễm cũng đã phát triển nhanh chóng kể từ những năm 1970, chẳng hạn như việc sử dụng isopropyl biphenyl và dầu este trung bình không độc hại để thay thế biphenyl clo hóa môi trường độc hại, và sự mở rộng của sơn không dung môi. Với sự phổ biến của các thiết bị gia dụng, các tai nạn hỏa hoạn lớn thường xảy ra do cháy vật liệu cách điện của chúng, vì vậy việc nghiên cứu về vật liệu chống cháy đã được chú ý.