Isolerende materiale

Et isolasjonsmateriale (også isolasjonsmateriale ) er et ikke-ledende materiale på fagspråket , som derfor bare har en ekstremt lav og dermed ubetydelig elektrisk ledningsevne . Isolasjonsmaterialer brukes i elektroteknikk som brukes til strømmen av elektrisk strøm til de levende begrensende delene. Isolatorer (f.eks. For kabler ) er laget av isolerende materialer (også kalt isolasjon).

I hverdagen betyr begrepet isolasjonsmateriale generelt alle isolasjonsmaterialer som er ment å hindre overføring av energi eller stoffer, for eksempel varme ( varmeisolasjon ), lyd ( lydisolasjon ) eller vanndamp (f.eks. Maling ) og vann ( vanntetting av bygninger ).

Elektriske isolasjonsmaterialer

Keramisk høyspenningsisolator

Elektriske isolasjonsmaterialer har en høy spesifikk elektrisk motstand (min. 10 ¹⁰  Ω · cm) og er ikke-ledere. De er også preget av høy dielektrisk styrke og lav vannabsorpsjonskapasitet . Ytterligere krav er mekanisk styrke og motstand mot miljøpåvirkninger, avhengig av bruksområde.

Viktige egenskaper er høy sporingsmotstand og termisk lastekapasitet. Den termiske lastekapasiteten er indikert av isolasjonsklasser .

I motsetning til elektrisk strøm kan elektromagnetiske felt (avhengig av frekvens og bølgelengde ) trenge gjennom forskjellige isolasjonsmaterialer, så hvis disse ikke er ønsket, må kablene i tillegg screenes .

En av de første teknisk brukte elektriske isolasjonsmaterialene på midten av 1800-tallet var gutta-percha , den tørkede melkeaktige saften til gutta-perchatreet som var hjemmehørende i den malaysiske regionen , og som ble brukt i området med telegraflinjene som ble bygget på den tiden .

Isolasjonsmaterialer som oftest brukes i dag er plast ( termohærdet , termoplast , elastomerer ), teknisk keramikk , isolasjonsolje , olje-fuktet papir, glass.

Eksempler

Kjerneisolasjon laget av mineralfibre (brannbeskyttelse kabel)

• Teknisk keramikk , f.eks. B.:
  • Steatitt , porselen ( isolatorer , nåværende gjennomføringer)
  • Keramikk av aluminiumoksid
• Termoplast , f.eks. B.:
  • Polyetylen eller PE ( koaksialkabel , telefon- og nettverkskabel )
  • tverrbundet polyetylen eller VPE ( høyspenningskabel )
  • Polyvinylklorid eller PVC (lavspenningskabel)
  • Polytetrafluoretylen eller PTFE (høyt belastede kabler og komponenter med lavt tap, høyfrekvente isolatorer)
  • Polyester (PES) eller polykarbonat (PC) (kabler, kondensatorer , isolasjon for viklingstråder )
• Termohærdende , f.eks. B.:
  • Hardt papir ( basismateriale på kretskort ), fenoplast (hus og terminaler)
  • Hardt vev ( elektriske motorer og generatorer)
  • Epoksy harpiks ( potting, hylser) og epoksyharpiks fiberkompositter ( kretskort belegget)
  • Melaminharpiks ( aminoplast )
  • Polyuretanharpiks (maling, pottekomponenter, isolasjon for vikling av ledninger )
• Elastomerer
  • Elastomerer av silikon (komposittisolatorer, belegg for keramiske isolatorer)
  • Etylenpropylen-kopolymer (kabelisolasjon)
• Oljer
  • Silikonolje
  • Klordifenyl (ikke lenger tillatt)
  • Transformatorolje i effektbrytere , transformatorer , effektkondensatorer , oljefylt kabel .
• Elektrisk isolasjonspapir
• Glass
  • Borosilikatglass
  • Aluminosilikatglass
• glimmer

Supra-isolatoreffekt

I likhet med superledere , ved temperaturer rundt absolutt null, er det effekten at den elektriske motstanden til noen (ovenfor) isolatorer øker med flere størrelsesordener. Dette kan økes opp til den elektriske ledningens fullstendige forsvinning, slike materialer er også kjent som Supra isolator (engl. Superinsulator ).

Overbelastningsskader

Hvert ekte isolasjonsmateriale kan bare isolere opp til en viss spenning og temperatur. Se: Isolator: Overload Damage

Individuelle bevis

1. ^ Karl Küpfmüller, Wolfgang Mathis, Albrecht Reibiger: Teoretisk elektroteknikk: En introduksjon . Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-642-37940-6 , pp. 263 ( begrenset forhåndsvisning i Google Book Search [åpnet 8. september 2016]). 
2. F Otfried Georg: Elektromagnetiske felt og nettverk: Applikasjoner i Mathcad og PSpice . Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-642-58420-6 , pp. 97 ( begrenset forhåndsvisning i Google Book Search [åpnet 15. juni 2016]). 
3. ^ Siegfried Hunklinger: Solid State Physics . Walter de Gruyter, 2014, ISBN 978-3-486-85850-1 , s. 592 ( begrenset forhåndsvisning i Google Book Search [åpnet 15. juni 2016]). 
4. ^ Hans skylleservant: Teoretisk elektrisitetsteori: En introduksjon for studenter og ingeniører . Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-663-04360-7 , pp. 333 ( begrenset forhåndsvisning i Google Book Search [åpnet 18. november 2016]). 
5. Eri Valerii M. Vinokur, Tatyana I. Baturina, Mikhail V. Fistul, Aleksey Yu. Mironov, Mikhail R. Baklanov, Christoph Strunk: Superinsulator og kvantesynkronisering . I: Natur . teip 452 , nr. 7187 , 2008, s. 613–615 , doi : 10.1038 / nature06837 . 
6. ↑ Ute Kehse: Plutselig motstand. I: Wissenschaft.de. 7. april 2008, åpnet 8. september 2019 . 
7. ↑ William Oburger: Isolasjonsmaterialene innen elektroteknikk . Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-662-26196-5 , pp. 10 ( begrenset forhåndsvisning i Google Book Search [åpnet 20. juli 2016]). 
8. ^ Günther Oberdorfer: Kort lærebok for elektroteknikk . Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-7091-5062-7 , pp. 75 ( begrenset forhåndsvisning i Google Book Search [åpnet 20. juli 2016]). 
9. ↑ Eugen Flegler: Problemer med elektrisk sammenbrudd . Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-663-02856-7 , pp. 10 ( begrenset forhåndsvisning i Google Book Search [åpnet 8. september 2016]). 
10. ^ Richard Marenbach, Dieter Nelles, Christian Tuttas: Elektrisk energiteknologi: Grunnleggende, energiforsyning, stasjoner og kraftelektronikk . Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-8348-2190-4 , pp. 241 ( begrenset forhåndsvisning i Google Book Search [åpnet 27. januar 2017]).