Основные виды изоляционных материалов

Классификация изоляционных материалов: свойства, применение, виды, цена, характеристика

В современном строительном деле все чаще используются различные виды изоляционных материалов. Выделим их основные типы:

Классификация изоляционных материалов.

• тепловая изоляция;
• звуковая и шумовая изоляция;
• гидроизоляция;
• ветровая изоляция;
• воздушная и паровая изоляция.

Тепловая изоляция

Материалы, предназначенные для тепловой изоляции, широко используются в области строительных работ, в особенности при постройке жилищных комплексов, домов и промышленных зданий. Теплоизоляцию нередко применяют для утепления производственного оснащения, она используется в качестве утеплителя кабины автомобилей.

Теплоизоляционные изделия имеют крайне низкий уровень пропуска теплоэнергии. Поэтому они способны не только поддерживать единый уровень температуры в помещении, но и не пропускать холод и жару внутрь него. Это позволяет понизить материальные затраты на электроэнергию и стройматериалы, поскольку с их применением отпадает необходимость расходовать большое количество денег на утолщение стен и крыши.

Изделия для утепления имеют коэффициент тепловой проводимости, не превышающий 0,2 Вт/(м×К), небольшой вес и высокую степень прочности, которая достигает 0,06-2,6 Мн/м2.

Теплоизоляторы делятся на 3 типа:

• жесткие (плитка, пеноблок);
• порошковые;
• волоконные.

По разновидности сырья, используемого для изготовления, утеплители разделяются на органические, неорганические и смешанные.

Первый вид изготавливается путем обработки стружек древесных материалов с пониженными свойствами влагостойкости и огнестойкости. Их применяют в случаях, когда температура окружения не превышает 145°С.

Второй вид материала — это, как правило, минеральная вата и плитка на ее основе. Теплоизолятор встречается в форме таких облегченных материалов, как газобетон, стекловолокно и пеностекло.

Неорганический теплоизолятор изготавливается из асбестового волокна и вязких минеральных примесей, в основе которых содержится асбестоцемент. Он зачастую применяется для изоляции производственного оборудования, которое функционирует при высоких температурах, достигающих 800-900°С (нагревательные котлы, печи).

Схема тепловой изоляции трубопроводов.

Вещество обладает высокой стойкостью к огню, поэтому его принято добавлять в смесь стройматериалов, предназначенных для использования в качестве огнеупорного экрана (кирпичи, шлакоблоки и т.д.)

В некоторых случаях применяются неорганические теплоизоляторы, изготовленные в виде волоконного изделия. В сравнении с вышеуказанным веществом, они обладают более низкой степенью теплопроводности, но этот показатель все равно значительно превышает огнеупорность других видов теплоизоляции (почти в 2,5 раза).

Третий вид изоляции представляет собой помесь вязкого минерального вещества и отходов, получаемых при переработке бревен. Утеплитель данной разновидности отличается повышенной стойкостью к огню, если сравнивать его с первым видом теплоизоляции.

Вернуться к оглавлению

Звуковая и шумовая изоляция

Звуковые изоляторы применяются в строениях, где необходимо понизить уровень звука, который проникает в помещение с уличной стороны.

Они хоть и не обеспечивают 100% звуковой барьер, но помогают поглотить существенную часть шума.

Существует 2 разновидности изоляционных материалов, препятствующих проникновению звука: звукопоглощающие и звукоизолирующие прокладочные.

Схема звукоизоляции потолка.

Первая разновидность используется в виде декоративной обшивки в промышленных строениях и электрооборудовании, которое нуждается в понижении степени производимого им шума (устройства воздухообмена, пылесосы, кондиционеры и т.д.). Материалы для поглощения звука применяются для оптимизации акустических характеристик в определенных помещениях (студии звукозаписи, концертные площадки и радиостанции).

Данный тип материала имеет пористую структуру, это позволяет легко пропускать звуки и шумы. Проникающий звук поглощается путем амортизации внутри изолятора.

Звукопоглощающие материалы разделяются на 3 типа:

В основе смягченных материалов лежит минеральная вата и стеклянное волокно с пониженным уровнем синтетического вещества. К этой категории можно отнести матовые покрытия и увесистые рулоны, масса которых достигает 70 кг/м3. В основном они используются вместе с перфорированным экраном (ПВХ, асбестовые смеси, алюминий) или с полиэтиленовой пленкой в качестве покрытия. Поглощение звука при использовании данного материала может достигать коэффициента от 0,7 до 0,9, это примерно 250-1000 Гц.

Классификация звукопоглощающих материалов.

Полутвердые материалы представляют собой плиты из минеральной ваты или стеклянного волокна весом от 75 до 125 кг/м3 и объемом 50×50×2 см. Наличие синтетического вещества составляет 10-15% от всего веса. Бывают также и плиты из деревянного волокна весом от 180 до 300 кг/м3. Они покрываются специальной краской или пористым полиэтиленом. Звукопоглощающий коэффициент полутвердых материалов равняется 0,6-0,8. К этой же категории относятся пластиковые плиты с пористой структурой (пенополистирол, пенопласт и т.д.).

Жесткие материалы представляются в виде гранулированной минераловаты и коллоидного вещества объемом 30×30×2 см. Плиты покрываются специальной краской и могут иметь различную структуру (с микротрещинами, рифленая, бороздчатая). Вес материала варьируется от 300 до 400 кг/м3, а коэффициент поглощения звука достигает показателя 0,7.

Вторая разновидность используется в качестве обеспечения шумоизоляции между этажами, жилыми помещениями в многоэтажных постройках, а также в качестве вибрационной изоляции в кузове автомобилей и промышленном оборудовании. Звукоизолирующий прокладочный материал имеет невысокий показатель динамического модуля упругости, обычно он не превышает порога 1,2 Мн/м2 при давлении в 20 Мн/ м2.

Высокопрочная пористая структура обеспечивает повышенную степень звуковой изоляции за счет снижения непрерывных громких шумов.

Звукоизолирующие прокладочные материалы разделяют на 2 типа:

• изоляционные материалы на основе органических и минеральных волокон;
• изоляционные материалы на основе мягких газонаполненных полимеров.

Вернуться к оглавлению

Гидроизоляционные материалы

Классификация гидроизоляции по группам.

Влагостойкие материалы чаще всего применяются для защиты построек от неблагоприятного воздействия атмосферных осадков, природного влияния и различных химикатов, разъедающих структуру стройматериалов.

Влагоизоляционные структуры подразделяются на множество видов и подтипов, которые принято определять по целям применения:

• направленные на фильтрацию;
• обеспечивающие герметизацию;
• предотвращающие коррозию;

по разновидностям стройматериалов:

• асфальтные смеси, краски, лакировочные растворы, эмульсии, асфальты низкой и высокой температуры;
• смеси на минеральной основе (цемент, сыпучие растворы);
• смеси на основе пластика в малярных работах (покраска, отделка, оклеивание, шпаклевка, лакировка, стяжка);
• раствор на основе металла (латунные, медные, свинцовые, алюминиевые материалы).

Помимо вышеперечисленных разновидностей, влагостойкие изоляционные материалы разделяются на 2 категории: поверхностные и проникающие. К первой категории относятся клейкие и покрывающие полимерные смеси, ко второй — на основе минерального сырья.

Схема пароизоляции кровли.

Основным минусом поверхностных гидроизоляционных материалов является высокая вероятность отслоения от поверхности, на которую они были нанесены. Это приводит к дальнейшей потере защитных свойств. Вместе с тем для работы с поверхностными смесями необходимо выполнять тщательную обработку наружности и следовать правилам нанесения материала.

Самым оптимальным вариантом является гидроизоляция с проникающим воздействием. В ее составе содержатся такие минеральные добавки, как кварцевый песок, цемент и природные химикаты. Они обеспечивают качественную и долговечную защиту поверхности от наружного воздействия.

Влагостойкость покрытия достигается путем проникновения гидроизоляционного материала в микротрещины, поры и свободные участки поверхности с дальнейшим укреплением их структуры. Такой эффект получается благодаря вступлению в реакцию природных химикатов, цемента и влаги. Проникающий материал сливается со структурой обрабатываемой поверхности при контакте с водой. Этот процесс позволяет обеспечить поверхности долговечность, не препятствуя ее паровой проницаемости.

Вернуться к оглавлению

Ветровая, воздушная и паровая изоляция

Ветровая изоляция применяется для предотвращения образования конденсата на крыше постройки.

Паровая изоляция призвана повысить теплоизоляционные характеристики материала, защитив стены от проникновения пара и горячего дыма в их структуру.

Существует воздушная изоляция универсального типа, которая препятствует проникновению конденсата и влаги, образующихся из пара.

Читайте также: У плотнение щебня
Чем утеплить пеноблок
Виды песка — читайте здесь.

Электроизоляционные материалы: виды, свойства, характеристики и области применения

Изоляционные материалы предназначены для ограничения конструкций и отдельных элементов от контакта с теми или иными средами. По этому принципу работают строительные водо-, паро- и теплоизоляционные материалы. В сферах, где используются электротехнические проводники, требуется изоляция другого рода – в виде диэлектриков. Их задача заключается в исключении контактов между активными эксплуатируемыми проводниками тока и материалами, которые не рассчитываются на обеспечение данной функции. В качестве целевых объектов могут выступать технические средства, прибора, строительные конструкции и даже декоративные покрытия. В свою очередь, электроизоляционные материалы создают барьер для прохождения электрического тока независимо от того, переменный он или постоянный.

Классификации изоляторов

Электроизоляторы различаются по своему происхождению и агрегатному состоянию. Что касается происхождения, то в качестве признаков выделяют принадлежность к органическим и неорганическим материалам, а также к натуральному и синтетическому сырью. К природным материалам можно отнести слюду, которая характеризуется прочностью, гибкостью и способностью к расщеплению. Это неорганический диэлектрик естественного происхождения. И напротив, в группе синтетических органических материалов можно отметить химические высокомолекулярные соединения. В готовом к использованию виде они предлагаются как пластмассы и эластомеры. Основные эксплуатационные различия определяет классификация электроизоляционных материалов по агрегатному состоянию. Выделяются твердые и жидкостные, а также газообразные диэлектрики.

Свойства изоляторов тока

Основная задача диэлектрика заключается в обеспечении изоляционной функции. Поэтому в качестве базовых эксплуатационных свойств можно отметить повышенное удельное сопротивление, небольшой тангенс потерь диэлектрика и высокое пробивное напряжение – уже упомянутый пробой. Сопротивление определяет, насколько материал сможет препятствовать проводимости тока при разных параметрах контактирующей электрической цепи. Потери диэлектрика, в свою очередь, указывают на влияние изолятора на показатели активного проводника – нормативно это значение должно стремиться к нулю, но чаще всего высокая сопротивляемость как раз приводит и к повышению потерь в основной цепи. Немаловажны и пробивные свойства электроизоляционных материалов, которые определяются напряжением. В данном случае можно говорить о непосредственной проницаемости целевого материала. При этом все перечисленные свойства фиксируются лишь в том случае, если была отмечена стабильность их «работы» во времени и при заданной температуре. Иногда в качестве параметра стабильности при испытаниях указывается и частота электрического поля.

Характеристики электроизоляторов

Одной из главных характеристик диэлектриков является поверхностное сопротивление. Это сопротивление, которое возникает в момент прохождения тока по поверхности материала. Следующей по значимости характеристикой можно назвать диэлектрическую проницаемость. Как уже говорилось, проницаемость напрямую связана с пробиваемостью целевого материала. И отдельного внимания заслуживают физико-химические характеристики. В их числе отмечают водопоглощаемость, вязкость и кислотность. Водопоглощаемость указывает на степень пористости материала и присутствие в нем водорастворимых элементов. Чем выше это значение, тем выше эффективность материала как диэлектрика. В свою очередь, вязкость характеризуется текучестью, что важно для определения взаимодействия материала с жидкостными или расплавленными диэлектриками. Кислотным числом обычно характеризуются жидкие диэлектрики. Например, основные особенности электроизоляционных материалов сводятся к способности нейтрализовать свободные кислоты, содержащиеся в 1 г материала. Присутствие свободных кислот понижает электроизоляционные качества электроизоляторов.

Газообразные изоляторы

Практически все газообразные электроизоляционные материалы обеспечивают диэлектрическую проницаемость, в коэффициенте равную 1. К плюсам таких изделий можно отнести небольшую долю диэлектрических потерь, хотя и степень пробоя тоже невелика. Как правило, основной газообразной средой с функцией электрического изолятора выступает воздух, дополненный специальными включениями. Но к сегодняшнему дню получил широкое распространение и элегаз, который применяется в качестве диэлектрической основы. Газообразные виды электроизоляционных материалов базируются на гексафториде серы, что обеспечивает более высокую защиту в показателе пробоя, а в некоторых случаях наблюдается и дугогасительная способность. Когда речь идет о сложных условиях эксплуатации целевого объекта защиты, газовая среда может дополняться органическими изоляторами.

Твердые диэлектрики

Традиционно под изоляторами данного типа понимаются такие материалы, как стекло, кварц, фарфор, пластики и резина. Их происхождение может быть натуральным и синтетическим. В тонких слоях изоляторов могут быть повышенные показатели удельного сопротивления и напряжения пробоя – эти значения зависят от диэлектрической проницаемости и электрической прочности структуры. Увеличение разности потенциалов по отношению к твердому или жидкому диэлектрику будет повышать ток, проходящий целевой объект. В итоге это явление способствует формированию вблизи катода положительного пространственного заряда на фоне отрыва электронов. Электрический пробой можно будет рассматривать как результат искажения заряженного поля в структуре самого изолятора. Твердотельные электроизоляционные материалы подвергаются поляризации, поэтому их диэлектрическая постоянная превышает единицу. Также в момент приложения переменных электрических полей поляризация способствует образованию диэлектрических потерь. В этом контексте стоит выделить материалы, которые даже в высокочастотных полях имеют минимальные диэлектрические потери. К таким можно отнести полиэтилен и кварц.

Жидкие диэлектрики

К жидким изоляторам относятся синтетические жидкости, масла, пасты, лаки и смолы. Особенно распространены минеральные масла, являющиеся продуктом нефтяной переработки и представляющие собой комбинацию жидких углеводородов. Они используются в масляных выключателях, небольших трансформаторах, конденсаторах и кабелях. Популярна и жидкая электроизоляция в виде пропитки. Ее часто применяют при подготовке кабелей и тех же конденсаторов к работе. Материал представляет собой бумажную изоляцию, в которой бумага является носителем, а пропитка – активной защитной средой.

Гильзовая электроизоляция

Это материал из группы механических защитных устройств, который обеспечивает внешнюю физическую защиту. Обычно используются гибкие гильзы, которыми защищаются проводники силовых агрегатов, трансформаторы и кабели. По этому же принципу работает традиционная изоляционная лента, задача которой заключается в создании физической преграды. Гильзы также выступают прослойкой, никак не взаимодействующей с источником тока на электрохимическом уровне. Однако среди недостатков этого материала отмечается быстрый износ.

Конденсаторы

Электрическая изоляция является важным условием полноценной работоспособности конденсаторов. В некоторых случая сам конденсатор выступает как диэлектрик в составе сложной электротехнической цепи. Такие приборы имеют разное применение, в том числе выделяется нейтрализация индукционных эффектов в линиях с переменным током, накопление заряда, а также получение токовых импульсов для всевозможных приложений. Для использования конденсатора в качестве изоляционной точки необходимо иметь представление о требуемой емкости. В приборах она рассчитывается исходя из характеристик системы или посредством вычисления размера заряда на обкладке. В самой конструкции для обеспечения защитной функции могут применяться электроизоляционные материалы в виде лаков и масел. В зависимости от типа конденсатора определяется и набор вторичных функций – например, учитывается горючесть, влагостойкость, износостойкость и т.д.

Вакуум как изолятор

Газовая среда при крайне низком давлении может создавать условия, когда газ просто не сможет образовывать заметный ток в межэлектродном зазоре. Такие условия называют изоляционным вакуумом. При столкновении с электронами или положительными ионами, которые вылетают из электродов, ионизация молекул газа под низким давлением происходит очень редко. Так называемый высокий вакуум при условии постоянного напряжения до 20 кВ на поверхности катода может обойтись без пробоя при напряженности поля порядка 5 МВ/см. Если речь идет об аноде, то напряженность должна быть в разы выше. И все же заметное увеличение напряжения способствует тому, что вакуумные электроизоляционные материалы утрачивают свой защитный потенциал. Пробой в данном случае может наступать в результате обмена заряженными частицами в связке катод-анод. Диэлектрики такого типа чаще используются в электронике. Их применяют и в целях ускорения электронов в обычных приборах, и в рентгеновских аппаратах для обеспечения высоковольтных приложений.

Компаунд как основной диэлектрик в радиотехнике

Довольно практичный в использовании и недорогой способ диэлектрической защиты. Компаунд наносится на рабочую зону, после чего застывает, в полной мере обретая свои основные функциональные качества. При этом нельзя сказать, что компаунды – это обязательно твердые электроизоляционные материалы, так как встречаются и разновидности жидкостного типа. Даже в рабочем состоянии они не отвердевают. Также существуют заливочные и пропиточные виды данного материала. Отличительной чертой всех компаундов является полное отсутствие растворителей в составе. Это дает возможность обеспечивать деликатную пропитку сложных электромеханических деталей и аппаратов.

Современные электроизоляционные материалы

К электроизоляторам нового поколения относится широкая группа полимерных материалов. В основном это пленочные изделия, которые обеспечивают эффект диэлектрика путем создания соответствующей оболочки. Пленка производится в формате рулонов, толщина которых варьируется от 5 до 250 мкм. Помимо основных электроизоляционных свойств, такие пленки характеризуются гибкостью, эластичностью, прочностью и стойкостью на разрыв. Удобна в применении и полимерная изоляционная лента, которая имеет толщину 0,2-0,3 мм. Такие материалы проигрывают многим традиционным диэлектрикам лишь в одном качестве – экологической безопасности. Это не самый безобидный материал в плане токсической угрозы, поэтому его используют по большей части в промышленности, хотя бывают и исключения.

Сферы применения электроизоляторов

Практически все сферы, в которых задействуется электропроводка, в том или ином виде применяют и диэлектрические средства. Базовым примером можно назвать кабели, которые получают несколько слоев изоляции – как электрической, так и механической. Приборостроение можно назвать второй по популярности сферой использования данной изоляции. От воздействия токов ограничивают как отдельные детали аппаратной части, так и технологические узлы в электротехнических машинах. В строительстве также востребованы средства изоляции от тока. Например, в прокладке домашней и уличной проводки тоже задействуются электроизоляционные материалы. Применение диэлектриков позволяет сохранить материалы, которые находятся рядом с токопроводящим контуром. В некоторых случаях подобная изоляция себя оправдывает и как средство понижения потерь в напряжении основной линии.

Заключение

Спектр вариантов электрической изоляции довольно широк, что дает возможность целенаправленно подобрать материал специально под конкретные нужды. Например, в быту распространены твердотельные виды электроизоляционных материалов, а также диэлектрики в форме деталей. В промышленности и строительстве могут применяться газовые и жидкостные среды. Коммунальная же сфера охватывает практически весь диапазон электрической изоляции, поскольку условия защиты могут быть очень разными.

Виды, свойства и область применения электроизоляционных материалов

Любое электрическое оборудование, включая генераторы, силовые установки и распределительные устройства, состоит из токоведущих частей. Для надежной и безопасной эксплуатации последние должны быть защищены друг от друга и от воздействия окружающих компонентов. В этих целях используются электроизоляционные материалы.

Важно, чтобы обмотка на якоре была отделена от его сердечника, виток возбуждения – от аналогичной детали, полюсов и каркаса агрегата. Материалы, которые применяются для изоляции чего-либо от воздействия электрического тока, называются диэлектриками. Стоит отметить, что такие изделия бывают двух типов – одни абсолютно не пропускают ток, другие – хоть и делают это, но в мизерных количествах.

При создании подобных материалов применяют органические и неорганические элементы вкупе с различными добавками, необходимыми при пропитке и склеивании. В последнее время широкую популярность набирает жидкая изоляция для проводов, часто используемая в выключателях и трансформаторах (например, трансформаторное масло). Не реже в электротехническом оборудовании применяют газообразные диэлектрики, вплоть до обычного воздуха.

Электроизоляционные материалы и сферы их применения

К основным областям применения электроизоляционных материалов можно отнести различные промышленные ветви, радиотехнику, приборостроение и монтаж электрических сетей. Диэлектрики – это основные элементы, от которых зависит безопасность и стабильность работы любого электроприбора. На качество и функциональность изоляции влияют различные параметры.

Таким образом, главная причина применения электроизоляции – соблюдение правил безопасности. В соответствии с ними строго запрещено эксплуатировать оборудование с частично или полностью отсутствующей изоляцией, поврежденной оболочкой, поскольку даже малые токи могут нанести вред человеческому организму.

Свойства диэлектриков

Для того чтобы гарантировать выполнение важных функций, электроизоляционные изделия должны обладать необходимыми свойствами. Основное отличие диэлектрика от проводника – намного большее удельное сопротивление (100-1100 Ом*см). С другой стороны, их электрическая проводимость в 14-15 раз ниже токоведущих жил. Связано это с природным происхождением изоляционных материалов, в составе которых намного меньше свободных отрицательных электронов и положительно заряженных ионов, влияющих на токопроводимость.

Важно! Несмотря на последнее высказывание, при нагревании любого диэлектрика количество ионов и электронов существенно возрастает, из-за чего повышается электрическая проводимость и возникает риск пробоя током.

Все свойства диэлектриков можно разделить на две основные группы – активные и пассивные, при этом вторая является наиболее важной. К пассивным относится диэлектрическая проницаемость: чем меньше ее значение, тем более надежным и качественным является изолятор, поскольку он не оказывает негативного влияния на электрическую схему и не добавляет паразитные емкости. С другой стороны, если изделие эксплуатируется в роли диэлектрического конденсатора, то проницаемость должна быть максимально высокой (паразитные емкости в данном случае важны).

Параметры изоляции

К числу основных относятся:

• электропрочность;
• удельное электрическое сопротивление;
• относительная проницаемость;
• угол диэлектрических потерь.

Оценивая качество и эффективность диэлектриков, и сравнивая их свойства, нужно выявить зависимость перечисленных параметров от значений тока и напряжения. По сравнению с проводниками электроизоляционные компоненты имеют повышенную электрическую прочность. Учитывая сказанное выше, не менее важным является то, насколько хорошо изоляторы сохраняют свои полезные свойства и удельные величины при нагревании, увеличении напряжения и других воздействиях.

Классификация диэлектрических материалов

Выбор того или иного изоляционного материала зависит от мощности тока, протекающего по проводникам оборудования. Существует несколько критериев для классификации диэлектриков, но наиболее важными являются два – агрегатное состояние и происхождение. Для изоляции шнуров бытовых электроприборов используют твердые изоляторы, трансформаторов и прочего высокомощного оборудования – жидкие и газообразные.

Классификация по агрегатному состоянию

По агрегатному состоянию выделяют три типа диэлектрических материалов – твердые, жидкие и газообразные.

Твердые диэлектрики

Электроизоляционные материалы данного типа считаются наиболее распространенными и популярными, используются практически во всех сферах, где присутствует оборудование с токоведущими частями. Их качество зависит от некоторых химических свойств, при этом диэлектрическая проницаемость может быть совершенно разной – 10-50 000 (безразмерная величина).

Твердые изоляторы бывают полярными, неполярными и сегнетоэлектрическими. Главное отличие трех разновидностей – принцип поляризации. Основными свойствами данных материалов являются химическая стойкость, трекингостойкость и дендритостойкость. От химической стойкости зависят возможности диэлектрика противостоять воздействию агрессивной среды – кислотам, щелочам, активным жидкостям. Трекингостойкость влияет на защиту от электрической дуги, дендритостойкость – от появления дендритов.

Керамические изоляторы эксплуатируют как линейные и проходные диэлектрики в составе подстанций. Для защиты бытовых электрических приборов могут применяться текстолиты, полимеры и бумажные изделия, промышленного оборудования – лаки, картон и различные компаунды.

Сочетая несколько разных материалов, производителям диэлектриков удается получить особые свойства изделия. Благодаря этому повышается устойчивость к нагреву, воздействию влаги, экстремально низких температур и даже радиации.

Наличие нагревостойкости говорит о том, что изолятор способен выдерживать высокие температуры, но в каждом отдельном случае максимальная планка будет разной (она может достигать и 200, и 700 град. Цельсия). К числу таковых относятся стеклотекстолитовые, органосиликатные и некоторые полимерные материалы. Фторопластовые диэлектрики устойчивы к воздействию влаги, могут эксплуатироваться в тропиках. Вообще фторопласт не только гидрофобен, но еще и негигроскопичен.

Если в состав электротехнического оборудования включены атомные элементы, то важно использовать изоляцию, устойчивую к радиоактивному фону. На помощь приходят неорганические пленки, часть полимеров, стеклотекстолиты и различные слюдинитовые изделия.

К морозостойким диэлектрикам относятся компоненты, сохраняющие свои удельные свойства при температуре до -90 град. Цельсия. Наконец, в электроприборах, эксплуатируемых в космосе, применяются изоляционные материалы с повышенной вакуумной плотностью (например, керамика).

Жидкие диэлектрики

Диэлектрики в подобном агрегатном состоянии зачастую эксплуатируются в промышленном электрооборудовании. Наиболее ярким примером являются трансформаторы, для безопасной работы которых требуется специальное масло. К числу жидких диэлектриков можно отнести сжиженный газ, парафиновое или вазелиновое масло, спреи, дистиллированную воду, которая была очищена от солей и других примесей.

Жидкие электроизоляционные материалы описываются следующими технико-эксплуатационными характеристиками:

• диэлектрическая проницаемость;
• электропрочность;
• электропроводность.

Величина физических параметров жидких диэлектриков зависит от степени их чистоты (загрязнения). Наличие твердых примесей в воде или масле приводит к существенному повышению электрической проводимости, что связано с увеличением числа свободных электронов и ионов. Жидкости очищаются разными методами, начиная от дистилляции и заканчивая ионным обменом. После выполнения данного процесса повышается электропрочность материала и снижается его электропроводность.

Жидкие электроизоляторы можно разделить на три основные группы:

1. Из нефти изготавливают трансформаторное, конденсаторное и кабельное масла.
2. Синтетические жидкости активно применяются в промышленном приборостроении. К их числу можно отнести соединения на основе фтор- и кремнийорганики. Кремнийорганические материалы способны выдерживать сильные морозы, они относятся к числу гигроскопичных, поэтому могут применяться в малых трансформаторах. С другой стороны, стоимость таких соединений намного выше, чем у нефтяных масел.
3. Растительные жидкости крайне редко используются при изготовлении электроизоляции. Речь идет о касторовом, льняном, конопляном и других маслах. Все перечисленные вещества считаются слабополярными диэлектриками, поэтому могут применяться только для пропитки бумажных конденсаторов или для образования пленки в электроизоляционных лаках и красках.

Газообразные диэлектрики

Самыми популярными газообразными диэлектриками считаются электротехнический газ, азот, водород и воздух. Все они могут быть разделены на две категории – естественные и искусственные. К первым относится воздух, который часто эксплуатируют в качестве диэлектрика для защиты токоведущих частей линий электрической передачи и машин.

Наряду с преимуществами, есть у воздуха недостатки, из-за чего он не подходит для эксплуатации в герметичном оборудовании. Поскольку в его состав входит большое содержание кислорода, то данный газ является окислителем, поэтому в неоднородном поле существенно снижается электрическая прочность.

Азот – отличный вариант для изоляции силовых трансформаторов и высоковольтных линий электропередач. Помимо хороших изоляционных свойств, водород способен принудительно охлаждать оборудование, поэтому зачастую применяется в высокомощных электромашинах. Для герметизированных установок подойдет электротехнический газ, при использовании которого снижается взрывоопасность любых агрегатов. Электротехнический газ часто эксплуатируется в высоковольтных выключателях, что обусловлено способностью к гашению электрической дуги.

Классификация по происхождению

По происхождению диэлектрики делятся на органические и неорганические.

Органические диэлектрики

Органические электроизоляционные изделия можно разделить на естественные и синтетические. Все материалы, относящиеся к первой категории, в последнее время практически не эксплуатируются, что связано с увеличением производственных мощностей синтетических диэлектриков, стоимость которых намного ниже.

Естественными диэлектриками являются растительные масла, парафин, целлюлоза и каучук. К синтетическим материалам можно отнести пластмассы и эластомеры разных типов, применяемые в бытовых приборах и другой электротехники.

Неорганические диэлектрики

Электроизоляционные материалы неорганического типа бывают естественные и искусственными. Из компонентов природного происхождения можно выделить слюду с большой устойчивостью к воздействию химически активных веществ и высоких температур. Не менее популярными являются мусковит и флогопит.

Искусственные диэлектрики – стекло в чистом или разбавленном видах, фарфор и керамика. Материалам данной категории зачастую придают особые свойства, добавляя в их состав различные компоненты. Если изолятор проходной, то нужно применять полевошпатовую керамику с большим тангенсом диэлектрических потерь.

Волокнистые электроизоляционные материалы

Волокнистые диэлектрики эксплуатируются для защиты различного оборудования. К числу таковых относятся каучук, целлюлоза, различные ткани, нейлоновые и капроновые изделия, полистирол и полиамид.

Органические волокнистые диэлектрики имеют высокую гигроскопичность, поэтому практически никогда не используются без специальной пропитки. В последние годы вместо органических изоляторов применяют синтетические волокнистые изделия с ярко выраженной нагревостойкостью.

В качестве примера можно выделить стеклянные волокна и асбест: первые пропитываются лаками и смолами, улучшающими гидрофобность, вторые характеризуются минимальной прочностью, поэтому в их состав добавляют хлопчатобумажные элементы. Речь идет о материалах, которые не плавятся при нагреве.

Классы нагревостойкости электроизоляционных материалов

Класс нагревостойкости диэлектриков указывается буквой латинского алфавита. Перечислим основные из них:

• Y – максимальная температура 90 град. Цельсия. К данной категории относятся различные волокнистые изделия из хлопка, натуральных тканей и целлюлоза. Они не пропитываются и не дополняются жидкими электроизоляторами.
• A – 105 град. Цельсия. Все материалы, перечисленные выше, и синтетический шелк, пропитываемые жидкими диэлектриками (погружаемые в них).
• E – 120 град. Цельсия. Синтетические изделия, включая волокна, пленки и компаунды.
• B – 130 град. Цельсия. Слюдинитовые диэлектрики, асбест и стекловолокно вкупе с органическим связующим и пропиткой.
• F – 155 град. Цельсия. Слюдинитовые материалы, в качестве связующего звена которых выступают синтетические компоненты.
• H – 180 град. Цельсия. Слюдинитовые диэлектрики с кремнийорганическими соединениями, выступающими в качестве связующего.
• C – более 180 град. Цельсия. Все перечисленные выше изделия, в которых не используется связующее или применяются неорганические адгезивы.

Выбор электроизоляционных материалов зависит не только от мощностей оборудования, но и от условий его эксплуатации. Например, для высоковольтных линий электропередач должны использоваться диэлектрики с повышенной морозостойкостью и защитой от воздействия ультрафиолетовых лучей.

Таким образом, информация выше может использоваться только в качестве ознакомительных целей, а окончательное решение должен принимать профессиональный, квалифицированный специалист.

Электро-, звуко- и шумоизоляционные материалы

В электрике существует определенный вид покрытий, который служит изоляционным целям. Изоляционные материалы бывают различного назначения: для трубопроводов, стен и пола, крыши, часто они используются в строительстве, электромонтажных и производственных работах.

Виды и назначение

Изоляционные защитные материалы используются для защиты жилого и производственного помещения от негативного воздействия окружающей среды. Их применение зависит от типа покрытий. Существуют следующие виды изоляции:

1. Тепло-, ветро, звукоизоляция;
2. Гидро- и пароизоляция;
3. Электроизоляционные и виброизоляционные материалы.

Помимо такой классификации также существует разделение покрытий в зависимости от их формы. Бывают жидкие, плотные и порошковые варианты. Рассмотрим подробнее каждый из них.

Фото — изоляторы для трубопровода

Теплоизоляционные, ветро- и звукоизоляционные

Теплоизоляционные или термоизоляционные строительные материалы ГОСТ Р 52953-2008 используются для уменьшения теплопотерь потолка, пола и стен. Они могут применяться как для наружной, так и внутренней отделки с целью уменьшения теплопроводности здания. Такое свойство присуще им благодаря специальной конструкции, подразумевающей высокую пористость и плотность.

Фото — минвата

Существуют такие основные типы теплоизоляции:

1. Органические или минеральные. Это переработанные отходы сельхоз промышленности. Они могут быть представлены в виде переработанной древесины, торфа и даже пластика. Самыми известными являются пенопласт, ДВП, ДСП и прочие композиционные покрытия;
2. Неорганические. Это панели, изготовленные полностью из синтетических волокон. Минеральная вата, прессованная вата, газобетон, пеностекло, керамоволокно для печей; Фото — керамоволокно
3. Смешанные. Сюда относятся покрытия, которые изготавливаются путем соединения минеральных и неорганических волокон. Арболит, фибролит, огнеупорный кирпич. Они часто имеют большой вес, поэтому редко используются для отделки квартиры в многоэтажном доме, зато все типы смешанных панелей огнеупорные.

Фото — Арболит

Несмотря на то что органические отделочные покрытия имеют множество достоинств, сейчас они редко используются для утепления фасадов, т. к. обладают низкой огнестойкостью. В основном они применяются как изоляционные материалы для трубопроводов газа, системы водоснабжения и отдельных водяных труб.

Фото — комбинированная мембранная пленка

Ветроизоляционные пленки часто отождествляют с изолирующими тепло, но они служат несколько иной цели. Эти панели представлены пленочными мембранами, основное назначения которых останавливать воздушный поток и препятствовать его попаданию внутри помещения. Покрытия этого типа часто используются для деревянных домов (у которых высокий уровень пористости), защиты пола и крыши от продувания.

Фото — Ветроизоляционные пленки

Ветроизоляционные материалы очень похожи на пароизоляционные, и они представлены пенополиэтиленом, мембранными, диффузионными пленками, для намотки которых необходимо применение специальных мягких дисков. К слову, утеплитель, в зависимости от материала, из которого он изготовлен, может выступать в роли ветроизолятора.

Рассмотрим, каковы цены на изоляционный материал ВПЭ Comfort 3 мм Лавсан (рулонные изделия):

Помимо Лавсан, вы также можете купить изоляционные защитные материалы производства ТПК Байкал, Екатеринбургский завод (ЕЗИМ) и Глобал Термал.

Звукоизоляция

Звукоизоляционные и шумоизоляционные защищают помещение от шума, проникающего в жилое здание извне. Они являются необходимыми как при строительстве частного дома, так и при самостоятельном капитальном ремонте квартиры. Современные пленки делятся на:

Ключевым отличием между ними является их назначение. Акустические помогают улучшить слышимость внутри конкретного помещения, а прокладочные устраняют проблему шума улицы от авто и т. д. Такие свойства обеспечиваются определенной фактурой и конструкцией плит. Они могут быть представлены в виде минеральной ваты или пенопласта, где, с одной стороны, мягкая структура, а с другой – жесткий отражающий лист (например, алюминиевый или асбестоцементный). Сейчас также производятся полимерные пленки, которые имеют мембранную структуру. Они известны комбинированными свойствами за счет мягкого внутреннего слоя и пористого наружного, которые поглощают звук из помещения и отражают частоты с улицы.

Паро- и гидроизоляционные покрытия

Эти материалы необходимы для защиты конструкции от воздействия воды, конденсата или химических веществ. Наиболее часто они используются как кровельные покрытия, т. к. именно на этот участок здания больше всего воздействуют атмосферные осадки. В основном они битумные (т. е., пластичные, мягкие) и изготавливаются на основе металлической стружки, минералов, различных пластиков. Могут выпускаться в следующих формах:

1. Жидкие или проникающего действия. Это разные лаки и краски, которые обладают высокими антикоррозийными свойствами. Используются для отделки дерева, если требуется ремонт пенобетона и прочих пористых поверхностей;