Nhựa, hầu hết trong số đó là vật liệu cách điện (nói chung, điện trở suất của vật liệu cách điện là trên 107 ohm-m, tức là độ dẫn điện dưới 10-7 s/m). Vật liệu cách điện nhựa là vật liệu quan trọng cho ngành công nghiệp điện và điện tử (điện và điện tử, E & E), và lựa chọn và ứng dụng hợp lý của chúng là chìa khóa để đảm bảo chất lượng và độ tin cậy của thiết bị điện và điện tử. Vật liệu cách điện nhựa trong việc áp dụng các tính chất cơ bản bao gồm tính chất điện, tính chất cơ học, tính chất hóa học, tính chất môi trường, kinh tế và các tính chất khác, ở đây chủ yếu giới thiệu các tính chất điện, đặc biệt bao gồm điện trở và bề mặt , khả năng chống lại các dấu vết tĩnh điện, điện trở với hồ quang điện, điện trở corona, xả một phần, v.v.
Hiệu suất của vật liệu cách điện nhựa Trong điện trường, chúng ta thường sử dụng các tính chất điện môi để mô tả, đặc biệt bao gồm độ dẫn điện môi, phân cực điện môi, mất điện môi và cường độ điện môi của bốn tính chất cơ bản và các thông số đặc trưng tương ứng của nó là điện trở (ρv, ρs) , hằng số điện môi tương đối (εr), mất điện môi tiếp tuyến góc (tan) và cường độ điện môi (EJ). Nói một cách đơn giản, các vật liệu cách điện nhựa trải qua độ dẫn điện, phân cực, mất và sự cố trong một điện trường. Nói chung, lớp cách nhiệt của một phần nhựa bao gồm cách nhiệt bề mặt và cách nhiệt bên trong. Cách điện bề mặt chủ yếu bao gồm các tính chất như điện trở bề mặt, điện trở với dấu vết điện, điện trở vòng cung, điện trở corona, v.v., trong khi cách điện bên trong bao gồm các tính chất như điện trở thể tích, hằng số điện môi, mất điện môi, cường độ điện môi, phóng điện một phần, v.v.
1. Điện trở cách nhiệt và điện trở suất
Điện trở cách điện là một trong những thông số cơ bản để mô tả các tính chất của chất cách điện, điện trở cách điện của một chất cách điện bao gồm hai phần, điện trở thể tích (điện trở thể tích, RV) và điện trở bề mặt (điện trở bề mặt, RS), điện trở tương ứng là Điện trở suất thể tích (ρv) và điện trở suất bề mặt (điện trở suất bề mặt, RS), tương ứng. Điện trở tương ứng là điện trở suất (V) và điện trở suất bề mặt (ρs), tương ứng. Từ định nghĩa, điện trở âm lượng được đặt trong mẫu "hai" trên bề mặt đối diện của hai điện cực giữa điện áp DC được thêm trên mỗi đơn vị khối lượng; Điện trở suất bề mặt được đặt trong mẫu "A" bề mặt trên hai điện cực, điện trở suất bề mặt được đặt trong mẫu "A" trên hai điện cực. Điện trở bề mặt nằm trong mẫu "A" của hai điện cực của điện áp được thêm vào giữa hai điện cực và dòng điện chảy qua hai điện cực của thương số của điện trở bề mặt là diện tích đơn vị của điện trở bề mặt. Trên thực tế, các vật liệu cách điện nhựa trong điện trường, cũng sẽ có một dòng điện rất nhỏ thông qua, dòng điện này thông qua hiện tượng, được gọi là rò rỉ, thông qua dòng điện được gọi là dòng rò (dòng rò).
Các tiêu chuẩn thử nghiệm chính về thể tích và điện trở bề mặt của vật liệu cách điện nhựa là IEC 60093, ASTM D257 và GB/T 1410. Điều đáng chú ý là các điều kiện thử nghiệm và điều kiện môi trường như nhiệt độ, độ ẩm, cường độ điện và chiếu xạ sẽ có ảnh hưởng đến điện trở cách nhiệt của nhựa. Điện trở suất của vật liệu cách điện nhựa phổ biến nằm trong khoảng 107 ~ 1016-m và điện trở suất bề mặt nằm trong khoảng 1010 ~ 1017. Nói chung, điện trở suất của các polyme không phân cực lớn hơn một chút so với các polyme cực, nhưng do sự khác biệt lớn về thành phần vật liệu, quy trình sản xuất và điều kiện thử nghiệm, thậm chí hiệu suất của cùng một vật liệu khác nhau rất nhiều.
2. Mất điện môi và mất điện môi
Độ thấm tương đối (còn được gọi là độ thấm tương đối, εr) là thương lượng của điện dung giữa các điện cực của tụ điện và điện dung chân không của cùng cấu hình điện cực khi không gian xung quanh các điện cực được lấp đầy hoàn toàn với vật liệu cách điện. Hằng số điện môi là sản phẩm của hằng số điện môi tương đối và hằng số điện môi chân không. Góc mất điện môi (), là góc còn lại của chênh lệch pha giữa điện áp được áp dụng cho một tụ điện có vật liệu cách điện là điện môi và dòng điện kết quả. Tiếp tuyến của góc mất điện môi (còn được gọi là yếu tố mất điện môi, yếu tố phân tán, tanδ) là tỷ lệ của công suất hoạt động với công suất phản ứng được tiêu thụ bởi vật liệu cách điện khi áp dụng điện áp, tức là tiếp tuyến của góc mất Δ . Theo thuật ngữ của giáo dân, nguồn hằng số điện môi là vật liệu cách điện nhựa được phân cực trong điện trường, tạo thành một điện trường nghịch đảo, làm giảm cường độ điện của điện trường; Nguồn mất điện môi là vật liệu cách điện nhựa được phân cực trong điện trường, hấp thụ năng lượng điện và tiêu tán nó dưới dạng nhiệt.
Vật liệu cách nhiệt nhựa hằng số điện môi tương đối và hệ số mất điện môi của các tiêu chuẩn thử nghiệm chủ yếu là IEC 60250, ASTM D150 và GB/T 1409. Ở đây để đề cập đến tần số của hai hiệu ứng (50Hz ~ 1GHz) Tăng tần số của điện trường, hằng số điện môi giảm, tổn thất điện môi tăng lên. Nhựa không phân cực hoặc hơi cực, như polyetylen, polystyrene, polytetrafluoroetylen và các loại nhựa hydrocarbon tinh khiết khác, độ thấm tương đối là rất nhỏ (khoảng 2 ~ 3), yếu tố mất điện môi cũng rất nhỏ (10-8 ~ 10- 4); Nhựa cực, chẳng hạn như PVC, nhựa phenolic, nylon, v.v., độ thấm tương đối của chúng lớn hơn (4 ~ 7), hệ số tổn thất điện môi lớn hơn (0,01 ~ 0,2). Giống như điện trở suất, hằng số điện môi và mất điện môi của vật liệu cách điện nhựa cũng bị ảnh hưởng bởi thành phần vật liệu, quy trình sản xuất và điều kiện thử nghiệm.
3. Độ bền điện môi
Thử nghiệm cường độ điện môi (cường độ điện môi) được chia thành hai loại, kiểm tra phân tích IE và kiểm tra điện áp chịu được thử nghiệm. Thử nghiệm phân hủy nằm trong thử nghiệm điện áp liên tục, mẫu vật xảy ra khi điện áp phân hủy, nghĩa là điện áp phân hủy (điện áp phá vỡ hoặc điện áp đâm thủng), độ dày đơn vị của điện áp phân hủy mà cường độ điện môi (KV/mm). Thử nghiệm điện áp chịu được trong điện áp từng bước, mẫu vật chịu được điện áp cao nhất, nghĩa là chịu điện áp (chịu được điện áp hoặc điện áp điện áp); Ở mức điện áp, toàn bộ mẫu thử không xảy ra trong sự cố. Điều đáng chú ý là, trong quá trình thử nghiệm, có khả năng flashover, nghĩa là mẫu vật và các điện cực xung quanh việc mất tính chất cách điện của khí hoặc môi trường chất lỏng, gây ra mạch thử nghiệm.
Các tiêu chuẩn chính để kiểm tra cường độ điện môi của vật liệu cách nhiệt nhựa là IEC 60243, ASTM D149, GB/T 1408 và GB/T 1695, trong đó GB/T 1695 là phương pháp thử nghiệm cao su lưu hóa. Điều đáng nói là thử nghiệm cường độ điện môi vật liệu bị ảnh hưởng bởi dạng sóng và tần số sóng điện áp (DC, tần số công nghiệp; sốc sét), thời gian hành động điện áp, độ dày và tính không đồng nhất của mẫu vật và điều kiện môi trường. Cường độ điện môi của các tấm và tấm nhựa đa năng và kỹ thuật thông thường là khoảng 10 ~ 60 kV/mm, và cường độ điện môi của các màng như polypropylen, polyester và polyimide là khoảng 100 ~ 300 kV/mm.
