Tài liệu vật liệu điện lạnh

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (876.28 KB, 63 trang )

CHƯƠNG 1: VẬT LIỆU KỸ THUẬT ĐIỆN
Bi 1: VẬT LIỆU VÁCH ĐIỆN (CHẤT ĐIỆN MÔI)
1. KHÁI NIỆM VÀ ĐẶC TÍNH CỦA CHẤT CÁCH ĐIỆN
1.1. Khái niệm
Phần địên của các thiết bị có phần dẫn điện và phần cách điện. Phần dẫn điện là tập
hợp các vật dẫn khép kín mạch để cho dòng điện chạy qua. Để đảm bảo mạch làm việc
bình thường, vật dẫn cần được cách ly với các vật dẫn khác trong mạch, vật dẫn của
mạch khác hoặc vật dẫn nào đó trong không gian. Ngoài ra còn phải cách ly vật dẫn với
các nhân viên làm việc với mạch điện. Như vậy vật dẫn phải được bao bọc bởi các vật
liệu cách điện.
Vật liệu cách điện còn được gọi là điện môi. Điện môi là những vật liệu làm cho
dòng điện đi đúng nơi qui định.
1.2. Tính chất cơ, lý, hoá của chất cách điện
Vật liệu cách điện có ý nghĩa cực kỳ quan trọng đối với kỹ thuật điện hơn nữa vật
liệu cách điện có nhiều chủng loại khác nhau và ngay trong mỗi loại, do đặc tính kỹ thuật
và công nghệ chế tạo cũng có nhiếu vật liệu cách điện khác nhau. Trong quá trình lựa
chọn vật liệu cách điện để sử dụng vào một mục đích cụ thể, cần phải chú ý tới tính chất
cách điện của nó trong những điều kiện bình thường và xem xét tới độ ổn định của những
tính chất như tính chất hóa học, lý học, cơ học, độ bền nhiệt, hệ số giản nở nhiệt, khả
năng chống ăn mòn hóa học, thời gian lão hóa của vật liệu v.v Vì vậy ở bài học này chỉ
tìm hiểu những tính chất chung của các loại vật liệu cách điện để tạo ra nhưng thiết bị
chất lượng cao đảm bảo làm việc lâu dài và đem lại hiệu quả kinh tế cao.
1.2.1. Tính hút ẩm của vật liệu cách điện:
Các vật liệu cách điện nói chung ở mức độ ít hay nhiều đều hút ẩm vào bên trong từ
môI trường xung quanh hay thấm ẩm tức là cho hơI nước xuyên qua chúng. Khi bị thấm
ẩm các tính chất cách điện của vật liệu cách điện bị giảm nhiều. Những vật liệu cách điện
không cho nước di vào bên trong nó khi đăt ở môI trường có độ ẩm cao thì trên bề mặt có
thể ngưng tụ một lớp ẩm làm cho dòng rò bề mặt tăng, có thể gây ra sự cố cho các thiết
bị điện.
1.2.2.Tính chất cơ học của vật liệu cách điện.
Các chi tiết bằng vật liệu cách điện trong các thiết bị điện khi vận hành ngoài sự tác

động của điện trường còn phảI chịu tác động của phụ tải cơ học nhất định. Vì vậy khi
chọn vật liệu cách điện cần phải xem xét tới độ bền cơ của các vật liệu và khả năng chịu
đựng củ chúng mà không bị biến dạng.
a) Độ bền chịu kéo, chịu nén và uốn.
Các dạng đơn giản nhất của phụ tảI tĩnh cơ học: nén, kéo và uốn được nghiên cứu
trên cơ sở quy luật cơ bản ở giáo trình sức bền vật liệu. Trị số của độ bền chịu kéo (σ
k
),
chịu nén (σ
n
), và uốn (σ
n
), được đo bằng kG/cm
2
hoặc trong hệ SI bằng N/m
2
, (1 N/m
2
≈
10
-5
kG/cm
2
). Các vật liệu kết cấu không đẳng hướng (vật liệu có nhiều lớp, sợi v.v có
độ bền cơ học phụ thuộc vào phương tác dụng của tải trọng theo các hướng không gian
khác nhau thì có độ bền khác nhau. Đối với các vật liệu như: thủy tinh, sứ, chất dẻo v.v
độ bền uốn có trị số bé. Ví dụ: thủy tinh, thạch anh có độ bền chịu nén σ
n
= 20.000
kG/cm

2
, còn khi kéo đứt thì chưa đến 500 kG/cm
2
, chính vì vậy người ta sử dụng nó ở vị
trí đỡ. Ngoài ra độ bền cơ phụ thuộc diện tích tiết diện ngang và nhiệt độ, khi nhiệt độ
tăng thì độ bền giảm.
1
b) Tính giòn:
Nhiều vật liệu giòn tức là trong khi có độ bền tương đối cao đối với phụ tải tĩnh thì lại
dễ bị phá hủy bởi lực tác 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.
Polietylen có ứng suất dai va dập rất cao σ
vđ
> 100kG.cm/cm
2
, còn với vật liệu gốm và
micalếch chỉ khoảng (2÷5) kG.cm/cm
2
. Việc kiểm tra độ giòn và độ dai va đập rất quan
trọng đối với vật liệu cách điện trong trang bị điện của máy bay.
c)Độ cứng:
Độ cứng vật liệu là khả năng của bề mặt vật liệu chống lại biến dạng gây nên bởi lực
nén truyền từ vật có kích thước nhỏ vào nó. Độ cứng được xác định theo nhiều phương
pháp khác nhau:
Theo thang khoáng vật hay là thang thập phân quy ước của độ cứng. Nếu ta quy ước
hoạt thạch là một đơn vị thì thạch cao có độ cứng là 1,4; apatit là 44, thạch anh là
1500; hoàng ngọc (topa) là 5500; kim cương là 5.000.000.
d) Độ nhớt:
Đối với vật liệu cách điện thể lỏng hoặc nửa lỏng như dầu, sơn, hỗn hợp tráng, tẩm,
dầu biến áp v.v thì độ nhớt là một đặc tính cơ học quan trọng. Có ba khái niệm độ nhớt

của chất lỏng như sau:
– Độ nhớt động lực học (η) hay còn gọi là hệ số ma sát bên trong của chất lỏng
– Độ nhớt động học (v) bằng tỉ số độ nhớt động lực học của chất lỏng và mật độ của
nó:
ρ
η
=v
(1.1)
Trong đó:
+ ρ là mật độ của chất lỏng
+ η là độ nhớt động lực học của chất lỏng.
– Độ nhớt tương đối theo Angle: đây là độ nhớt đo bằng tỉ số giữa thời gian chảy từ
nhớt kế Angle của 200ml chất lỏng (ở nhiệt độ thí nghiệm cho trước)
1.2.3. Độ bền nhiệt
Khả năng của vật liệu cách điện và các chi tiết chịu đựng không bị phá hủy trong
thời gian ngắn cũng như lâu dài dưới tác động của nhiệt độ cao và sự thay đổi đột ngột
của nhiệt độ gọi là độ bền nhiệt của vật liệu cách điện.
Độ bền nhiệt của vật liệu cách điện vô cơ thường được xác định theo điểm bắt đầu
biến đổi tính chất điện. Ví dụ như: tgδ tăng rõ rệt hay điện trở suất giảm. Đại lượng độ
bền nhiệt được đánh giá bằng trị số nhiệt độ (đo bằng
0
C) xuất hiện sự biến đổi tính chất.
Độ bền nhiệt của vật liệu cách điện hữu cơ thường được xác định theo điểm bắt đầu
biến dạng cơ học kéo hoặc uốn. Đối với các điện môi khác có thể xác định độ bền nhiệt
theo các đặc tính điện.
Nâng cao nhiệt độ làm việc của cách điện có ý nghĩa rất quan trọng. Trong các nhà
máy điện và thiết bị điện việc nâng cao nhiệt độ cho phép ta sẽ nhận được công suất cao
hơn khi kích thước không đổi, hoặc giữ nguyên công suất thì có thể giảm kích thước,
trọng lượng và giá thành của thiết bị Theo quy định của IEC (hội kỹ thuật điện quốc tế)
các vật liệu cách điện được phân theo các cấp chịu nhiệt sau đây: (Bảng 1.1)

BẢNG 1.1: PHÂN CẤP VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN THEO ĐỘ BỀN NHIỆT
Ký hiệu cấp chịu Nhiệt độ làm việc lớn Ký hiệu cấp Nhiệt độ làm việc lớn
2
nhiệt nhất cho phép (
0
C) chịu nhiệt nhất cho phép (
0
C)
Y 90 P 155
A 105 H 180
E 120 C
>180
B 130
* Các vật liệu cách điện tương ứng với các cấp chịu nhiệt được cho trong bảng 1.2.
BẢNG 1.2: CÁC CẤP CHỊU NHIỆT CỦA VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN
Cấp cách
điện
Nhiệt độ cho
phép (
0
C)
Các vật liệu cách điện chủ yếu
Y 90 Giấy, vải sợi, lụa, phíp, cao su, gỗ và các vật liệu tơng tự,
không tẩm và ngâm trong vật liệu cách điện lỏng. Các loại
nhựa như: nhựa polietilen, nhựa polistirol, vinyl clorua,
anilin
A 105 Giấy, vải sợi, lụa được ngâm hay tẩm dầu biến áp. Cao su
nhân tạo, nhựa polieste, các loại sơn cách điện có dầu làm khô,
axetyl, tấm gỗ dán, êmây gốc sơn nhựa dầu.
E 120 Nhựa tráng polivinylphocman, poliamit, eboxi. Giấy ép hoặc

vải có tẩm nha phenolfocmandehit (gọi chung là bakelit giấy).
Nhựa melaminfocmandehit có chất độn xenlulo, têctôlit. Vải
có tẩm poliamit. Nhựa poliamit, nhựa phênol – phurol có độn
xenlulo, nhựa êboxi.
B 130 Nhựa polieste, amiăng, mica, thủy tinh có chất độn. Sơn cách
điện có dầu làm khô, dùng ở cá bộ phận không tiếp xúc với
không khí. Sơn cách điện alkit, sơn cách điện từ nhựa phênol.
Các loại sản phẩm mica (micanit, mica màng mỏng). Nhựa
phênol-phurol có chất độn khoáng. Nhựa eboxi, sợi thủy tinh,
nhựa melamin focmandehit, amiăng, mica, hoặc thủy tinh có
chất độn.
F 155 Sợi amiăng, sợi thủy tinh không có chất kết dính. Bao gồm
micanit, êpoxi poliête chịu nhiệt, silíc hữu cơ.
H 180 Xilicon, sợi thủy tinh, mica có chất kết dính, nhựa silíc hữu cơ
có độ bền nhiệt đặc biệt cao.
C Trên 180 Gồm các vật liệu cách điện vô cơ thuần túy, hoàn toàn không
có thành phần kết dính hay tẩm. Chất vật liệu cách điện oxit
nhôm và florua nhôm. Micanit không có chất kết dính, thủy
tinh, sứ. Politetraflotilen, polimonoclortrifloetilen, ximăng
amiăng v.v
+ Sự giản nở nhiệt: Sự giản nở nhiệt của vật liệu cách điện cũng như các vật liệu
khác cũng thường được quan tâm khi sử dụng vật liệu cách điện.
BẢNG 1.3: HỆ SỐ GIÃN NỞ DÀI THEO NHIỆT ĐỘ
Tên vật liệu
α
l
.10
6
(độ
-1

)
Ghi chú
– Thủy tinh 0,55 Chất vô cơ
– Sứ cao tần 4,5
3
– Steatit 7
– Phênolfoocmalđêhit và các chất dẻo có độn
khác.
25 ÷ 70
Chất hữu cơ
– Tấm chất dẻo clorua polivinyl 70
– Polistirol
60 ÷ 80
– Polietilen 100
Các điện môi vô cơ có hệ số giản nở dài theo nhiệt độ bé nên các chi tiết chế tạo từ
vật liệu vô cơ có kích thước ổn định khi nhiệt độ thay đổi. Ngược lại, ở các vật liệu cách
điện hữu cơ hệ số giản nở dài có trị số lớn gấp hàng trăm lần so với vật liệu cách điện vô
cơ. Khi sử dụng trong điều kiện nhiệt độ thay đổi cần chú ý đến tính chất này của vật liệu
để tránh trường hợp xấu xẩy ra.
1.2.4. Tính chất hóa học của vật liệu cách điện.
Chúng ta phải nghiên cứu tính chất hóa học của vật liệu cách điện vì:
– Độ tin cậy của vật liệu cách điện cần phải đảm bảo khi làm việc lâu dài: nghĩa là
không bị phân hủy để giải thoát ra các sản phẩm phụ và không ăn mòn kim loại tiếp xúc
với nó, không phản ứng với các chất khác (khí, nước, axit, kiềm, dung dịch muối v.v ).
Độ bền đối với tác động của các vật liệu cách điện khác nhau thì khác nhau.
– Khi sản xuất các chi tiết có thể gia công vật liệu bằng những phương pháp hóa công
khác nhau: dính được, hòa tan trong dung dịch tạo thành sơn.
Độ hòa tan của vật liệu rắn có thể đánh giá bằng khối lượng vật liệu chuyển sang
dung dịch trong một đơn vị thời gian từ một đơn vị thời gian tiếp xúc giữa vật liệu với
dung môi. Độ hòa tan nhất là các chất có bản chất hóa học gắn với dung môi và chứa các

nhóm nguyên tử giống nhau trong phân tử. Các chất lưỡng cực dễ hòa tan hơn trong chất
lỏng lưỡng cực, các chất trung tính dễ hòa tan trong chất trung tính. Các chất cao phân tử
có cấu trúc mạch thẳng dễ hòa tan hơn so với cấu trúc trung gian. Khi tăng nhiệt độ thì độ
hòa tan tăng.
1.2.5. Hiện tượng đánh thủng điện môi.
Trong điều kiện bình thường, vật liệu cách điện có điện trở rất lớn nên nó làm cách
ly các phần mang điện với nhau. Nhưng nếu các vật liệu này đặt vào môi trường có điện
áp cao thì các mối liên kết bên trong của vật liệu sẽ bị phá hủy làm nó mất tính cách điện
đi. Khi đó, người ta nói vật liệu cách điện đã bị đánh thủng.
Giá trị điện áp đánh thủng (U
đt
) được tính :
(1.2)
Trong đó:
– E
bđ
: độ bền cách điện của vật liệu (kV/mm).
– d: độ dày của tấm vật liệu cách điện (mm)
– U
đt
: điện áp đánh thủng (kV).
1.2.6. Độ bền cách điện.
Giới hạn điện áp cho phép mà vật liệu cách điện còn làm việc được, được gọi là độ
bền cách điện của vật liệu.
Độ bền cách điện của vật liệu phụ thuộc vào bản chất của vật liệu. Giá trị độ bền
cách điện của một sô vật liệu được cho trong bảng sau: (bảng 1.4).
BẢNG 1.4: ĐỘ BỀN CÁCH ĐIỆN CỦA MỘT SỐ VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN.
4
U
đt

= E
bđ
. d
Vật liệu Độ bền cách điện E
bđ
[kV/mm]
Giới hạn điện áp an
toàn ε
Không khí
Giấy tẩm dầu
Cao su
Nhựa PVC
Thuỷ tinh
Mica
Dầu máy biến áp
Sứ
Cáctông
3
10 ÷ 25
15 ÷ 20
32,5
10 ÷ 15
50 ÷ 100
5 ÷ 18
15 ÷ 20
8 ÷ 12
1
3,6
3 ÷ 6
3,12

6 ÷ 10
5,4
2 ÷ 2,5
5,5
3 ÷ 3,5
Như vậy để vật liệu làm việc an toàn mà không bị đánh thủng thì điện áp đặt vào vật
phải bé hơn Uđt một số lần tùy vào các vật liệu khác nhau.
Tỉ số giữa điện áp đánh thủng và điện áp cho phép vật liệu còn làm việc gọi là hệ số
an toàn (
ε
).
(1.3)
Với:
– U
đt
: điện áp đánh thủng (kV).
– U
cp
: điện áp cho phép vật liệu làm việc [kV]
– ε: giới hạn an ton, phụ thuộc vo bản chất vật liệu.
1.2. CHẤT CÁCH ĐIỆN THỂ KHÍ
Vật liệu cách điện thể khí trước tiên phải nói tới không khí. Không khí được sử dụng
rộng rãi để làm cách điện chủ yếu là các đường dây tải điện trên không, cách điện của các
thiết bị điện làm việc trong không khí, hoặc phối hợp với các chất cách điện rắn, lỏng
khác. Đối với cách điện của máy điện, cáp điện, máy biến áp, tụ điện… nếu quá trình tẩm
không cẩn thận thì sẽ có bọt khí bên trong. Những bọt khí này sẽ làm giảm chất lượng
cách điện vì khi cách điện làm việc dưới điện áp cao hay điện trường lớn thì các bọt khí
sẽ phát thành ổ phát sinh vầng quang, phát sinh ra nhiệt.
Cùng một điều kiện như nhau (áp suất, nhiệt độ, độ ẩm, dạng cực, khoảng cách…)
các chất khí khác nhau sẽ có cường độ điện trường khác nhau. Nếu lấy không khí làm

đơn vị tính thì ta có bảng sau:
Các đặc tính
tương đối
Không khí Nitơ
N
2
Cácbonic
CO
2
Hydro
H
2
Tỉ trọng 1 0,97 1,52 0,07
Nhiệt dẫn suất 1 1,08 0,64 6,69
Tỉ nhiệt 1 1,05 0,85 14,35
Hệ số toả nhiệt từ vật
rắn sang khí
1 1,03 1,13 1,61
5
cp
dt
U
U
=
ε
Độ bền điện 1 1,00 0,9 0,60
Ta thấy từ bảng số liệu các chất khí so với không khí thì cường độ cách điện đều
kém hơn. Song đôi khi nitơ được dùng thay cho không khí để lấp đầy các tụ điện khí hay
các thiết bị khác, vì nó có đặc tính gần giống không khí, đồng thời không chứa oxi là chất
có thể gây ra ôxi hoá các vật liệu khi tiếp xúc với nó.

Hiện nay có một số chất khí chủ yếu là các hợp chất halogen (flo, clo…) có khối
lượng phân tử và tỉ trọng cao, năng lượng iôn hoá lớn, có cách điện lớn hơn hẳn so với
không khí.
Trong kỹ thuật điện thì khí H
2
là khí nhẹ có đặc tính truyền dẫn nhiệt tốt nên được
làm mát cho máy thay cho không khí trong các máy điện công suất lớn, làm giảm tổn thất
do ma sát của roto với các chất khí và do quạt gió gây ra. Khi dùng H
2
sẽ làm chậm hoá
già các chất cách điện hữu cơ trong dây quấn và loại trừ khả năng hoả hoạn trong trường
hợp ngắn mạch ở bên trong máy điện và cải thiện điều kiện làm việc của chổi than. Làm
mát bằng hyđro sẽ cho phép tăng công suất và hiệu suất làm việc của máy điện, người ta
chế tạo các máy phát nhiệt điện và các máy bù đồng bộ công suất lớn làm mát bằng khí
hyđro. Nhưng khí hyđro dễ kết hợp với oxy theo tỉ lệ nhất định tạo thành hợp chất dễ nổ.
Do đó, để tránh xa nguy hiểm do không khí lọt vào cần phải duy trì áp suất trong may
cao hơn áp suất khí quyển hoặc không để hyđro tiếp xúc với khí (khí hyđro làm việc theo
chu trình kín).
Hiện nay người ta còn dùng các khí trơ như argon, nêon… cũng như hơi thuỷ ngân
để làm các dụng cụ chân không và bóng đèn. Khí trơ có độ bền điện thấp. Hê li là chất
khí có độ bền điện thấp nhất, nó nhỏ hơn 17 lần đồ bền điện so với không khí.
6
1.3. CHẤT CÁCH ĐIỆN THỂ LỎNG (dầu máy biến áp)
1.3.1. Dầu máy biến áp
Trong số các vật liệu thể lỏng thì dầu biến áp được sử dụng rộng rãi nhất vào trong
kỹ thuật điện. Nó có hai chức năng chính:
Một là, dầu lấp đầy các lỗ xốp trong vật liệu cách điện gốc sợi và khoảng trống giữa
dây dẫn của cuộn dây, giữa cuộn dây với vỏ máy biến áp, làm nhiệm vụ cách điện và
tăng độ bền cách điện của lớp cách điện lên rất nhiều.
Hai là, dầu có nhiệm vụ làm mát, tăng cường sự thoát nhiệt do tổn hao công suất

trong dây quấn và lõi thép máy biến áp sinh ra.
Một lĩnh vực khác nữa cũng được sử dụng dầu máy biến áp là làm cách điện và dập
tắt hồ quang điện giữa các đầu cực trong máy cắt dầu điện áp cao, dầu biến áp tạo điều
kiện làm nguội dòng hồ quang và nhanh chóng dập dòng hồ quang. Người ta dùng dầu
máy biến áp làm cách điện và làm mát trong một số điện kháng, biến trở và các thiết bị
khác.
Đặc tính quan trọng của dầu máy biến áp là độ bền điện. Chỉ cần 1 lượng nhỏ nước
lẩn vào sẽ làm giảm đi rất nhiều. Do đó để làm sạch thì phải lọc dầu qua máy lọc nén, lọc
dầu bằng phương pháp ly tâm…
Tốc độ hoá già của dầu tăng lên trong trường hợp sau:
Khi có không khí lọt vào, bởi vì hiện tượng hoá già dầu gắn liền với hiện tượng ôxi
hoá dầu bằng ôxi của không khí. Đặc biệt sự hoá già nhanh khi tiếp xúc với ozon.
Khi nhiệt độ làm việc tăng.
Khi có sự tiếp xúc giữa dầu với một số kim loại (đồng, sắt, chì…) và các chất khác
là chất xúc tác của hiện tượng hoá già.
Khi có tác dụng của ánh sáng.
Khi có tác dụng của cường độn điện trường cao.
Nếu không tách được những phần này ra thì hiện tượng hoá già sẽ nhanh hơn. Để
tách người ta dùng một số chất hấp phụ, các chất này không những hút nước mà còn hút
cả những chất cực tính. Hoặc lắp đặt bộ lọc xiphông nhiệt, bộ lọc làm việc nhờ đối lưu
dầu, nhờ vậy ta lọc được tạp chất và chất hấp phụ.
7
1.3.2. Dầu tụ điện
Dầu tụ điện dùng để tẩm tụ điện giấy nhất là tụ điện động lực dùng để bù công suất
cho hệ thống điện. Khi cách điện bằng giấy của tụ điện được tẩm dầu thì điện trở cách
điện cũng như độ bền của nó tăng lên. Do đó, làm giảm được kích thước, trọng lượng và
giá thành.
Do cũng được điều chế từ dầu mỏ nên nó cũng có đặc tính giống như dầu máy biến
áp.
1.3.3. Dầu cáp điện

Dầu cáp điện được dùng trong việc sản xuất cáp điện lực để tẩm giấy cách điện của
cáp làm cho độ bền cách điện của nó tăng lên. Dầu cách điện cũng được dùng trong các
cáp điện áp cao 110, 220kV. Dầu cáp điện có nhiều loại khác nhau.
Để tẩm cáp điện có chứa dầu loại vỏ chì hoặc nhôm làm việc ở điện áp rất cao
110kV và cao hơn, người ta dùng dầu nhớt được tẩy sạch và nhất là giải phóng hết các
loại khí đã hoà tan vào dầu. Nhờ có thiết bị bổ sung đặc biệt nên trong thời gian vận hành
áp suất của dầu trong cáp phải được duy trì ở mức độ nhất định (1-3 at), do đó loại trừ
được khả năng hình thành bọt khí trong dầu.
8
1.3.4. Điện môi lỏng tổng hợp
Trong thời gian gần đây người ta đã điều chế ra được nhiều vật liệu cách điện lỏng
tổng hợp có một vài tính chất tốt hơn dầu mỏ cách điện. Sau đay là một số vật liệu điển
hình:
1.3.4.1. Hyđro các bon hoá:
nhận được từ hydro các bon khác nhau bằng cách cho những nguyên tử clo thay thế
các nguyên tử hyđro trong một số phân tử của chúng (hoặc toàn bộ). Sản phẩm của sự
clo hoá được sử dụng rộng rãi nhất, phân tử của nó C
12
H
10
(H
5
C
6
-C
6
H
5
) gồm có 2 gốc
fênyl. Những đifênyl được clo hoá gồm có gốc chung C

12
H
10
-Cl
n
là những phân tử cực
tính.
1.3.4.2. Silíc hữu cơ v flo hữu cơ:
Những chất lỏng silíc hữu cơ có tổn hao điện môi rất nhỏ, độ hút ẩm thấp và độ
bền nhiệt cao. Chất lỏng silíc hữu cơ dùng để tẩm và làm cách điện tụ điện cùng các thiết
bị khác làm trong khoảng nhiệt độ từ âm 60
0
C đến +100
0
C, đó là hổn hợp polietilxilôxan
có cấu trúc mạch thẳng: (C
2
H
5
)
3
-Si-O-((-C
2
H
5
)
2
-Si-O-)
n
-Si-(C

2
H
5
)
3
và cấu trúc mạch vòng
((C
2
H
5
)
2
-Si-O-)
n
với trị số n =7 hoặc 8.
Chất lỏng flo hữu cơ có nhiều loại dùng trong thực tế, chúng có tổn hao điện môi
rất nhỏ, độ hút ẩm nhỏ không đáng kể và độ bền nhiệt cao. Một số chất lỏng làm việc ở
nhiệt độ 200
0
C và cao hơn. Nó có ưu điểm là hoàn toàn không cháy và có độ bền chịu hồ
quang cao, nhưng nó rất đắc tiền.
3.1. Khái niệm
3.2. Đặc tính của dầu máy biến áp v phạm vi ứng dụng
Trong số các vật liệu cách điện thể lỏng thì dầu biến áp được ứng dụng nhiều nhất
vào kỹ thuật điện. Dầu máy biến áp có hai chức năng chính:
– Lấp đầy các lổ xốp trong vật liệu cách điện gốc sợi và khoảng trống giữa các
dây dẫn của cuộn dây, giữa cuộn dây và vỏ máy biến áp làm nhiệm vụ cách điện và tăng
độ bền cách điện của lớp cách điện lên rất nhiều.
– Dầu máy biến áp có nhiệm vụ làm mát, tăng cường sự thoát nhiệt do tổn hao
công suất trong dây quấn và lỏi thép của máy biến áp sinh ra, đồng thời một ứng dụng

quan trọng khác của dầu máy biến áp là sử dụng làm cách điện và dập tắt hồ quang điện
giữa các đầu cực trong các máy cắt dầu, điện áp cao, dầu máy biến áp tạo điều kiện làm
nguội dòng hồ quang và nhanh chóng dập tắt hồ quang. Người ta còn dùng dầu máy biến
áp làm cách điện và làm mát trong một số kháng điện, biến trở và các thiết bị điện khác.
Dầu biến áp có nhứng ưu nhược điểm sau:
+ Ưu điểm:
– Có độ bền cách điện cao, trường hợp dầu chất lượng cao có thể đạt tới 160 kV/cm
(trị số hiệu dụng).
– Hằng số điện môi ε = 2,2 ÷ 2,3, tương đương một nửa chất cách điện thể rắn.
– Sau khi bị đánh thủng, khả năng cách điện của dầu phục hồi trở lại mặc dầu sau
nhiều lần bị đánh thủng một phần dầu bị cháy hoặc bị phân hủy về mặt hóa học.
– Có thể thâm nhập vào các khe rãnh hẹp, vừa cách điện vừa có tác dụng làm mát
trong rường hợp có dòng chảy mạnh.
– Có thể sử dụng làm môi trường dập tắt hồ quang điện.
– Điện trở suất lớn: (10
14
÷10
15
)Ω.cm,
– Nhiệt độ làm việc ở chế độ dàI hạnlà (90 ÷ 95)
0
C dầu không bị hóa già nhiều.
+ Nhược điểm
9
– Các tính năng điện của dầu máy biến áp biến đổi lớn nếu dầu bị bẩn, và nhạy cảm
với độ ẩm vì lớp dầu ở trên mặt có tính chất hút ẩm.
– Ở nhiệt độ cao nhưng còn trong giới hạn cho phép dầu có những thay đổi về hóa
học, sự thay đổi này có hại và tạo bọt trong dầu làm giảm độ nhớt và giảm tính cách điện
của dầu.
– Dễ cháy, khi cháy thì phát sinh khói đen, hơI dầu bốc lên hòa lẫn với không khí

tạo thành hỗn hợp nổ.
– Tốc độ hóa già tăng lên khi có không khí lọt vào, nhiệt độ làm việc tăng, khi có tác
dụng của ánh sáng và khi có tác dụng của cường độ điện trường cao.
BẢNG 1.5: TIÊU CHUẨN ĐỘ BỀN ĐIỆN CỦA DẦU BIẾN ÁP
Đối với thiết bị có
điện áp làm việc, kV
Điện áp phóng điện của dầu kV/2.5 mm, không nhỏ hơn
Đối với dầu mới Đối với dầu đã vận hành
6 và thấp hơn. 25 20
35 30 25
110 và 220. 40 35
330 và cao hơn. 50 45
4. Chất cách điện hữu cơ
4.1 Khái niệm
Từ xa xưa con người đã biết sử dụng vật liệu hữu cơ tự nhiên như gỗ, tre, da, sợi
thực vật v.v. để phục vụ cuộc sống sinh hoạt hàng ngày. Với sự phát triển của khoa học
và công nghệ, ngày nay vật liệu hữu cơ mới – vật liệu polyme đã được đưa vào sử dụng
để sản xuất các sản phẩm mở rộng hoạt động của con người.
Polyme còn được gọi hợp chất hữu cơ cao phân tử là những chất có khối lượng
phân tử lớn (không nhỏ hơn 104 phân tử), ở đó các phân tử gồm các nhóm nguyên tử như
nhau gọi là mắt xích hay là me. Mỗi mạch là một phân tử đã bị thay đổi của chất thấp
chất phân tử ban đầu – các monome. Khi điều chế polyme các phân tử monome nối lại
với nhau và tạo thành các phân tử dài hay là các cao phân tử mà trong đó các nguyên tử
được nối lại bằng liên kết đồng hóa trị.
10
Các cao phân tử trong chất polyme không được sắp xếp sít chặt, và thước đo mật
độ xếp chặt được gọi là thể tích tự do, nghĩa là sự chênh lệch giữa thể tích riêng thực của
chất và thể tích riêng lý thuyết khi xếp chặt nhất. Khi nung nóng thể tích tự do tăng.
Tùy theo thể tích tự do mà chất polyme có thể tồn tại ở một trong các trạng thái vật lý là
dạng thủy tinh, đàn hồi cao, và chảy nhớt. Việc chuyển từ trạng thái này sang trạng thái

khác xảy ra không có tỏa nhiệt hay thu nhiệt. Nhiệt độ chuyển biến được gọi là nhiệt độ
thủy tinh hóa Ttt và nhiệt độ chảy tch.
10.2 Phân loại.
Có nhiều cách phân loại polyme, sau đây là những cách phân loại thông dụng
nhất.
Theo nguồn gốc hình thành người ta chia polyme làm hai loại làpolyme thiên nhiên
và polyme tổng hợp.
− Polyme thiên nhiên có nguồn gốc thực vật hoặc động vật như xenlulô,
cao su tự nhiên, protein, enzym v.v.
− Polyme tổng hợp được sản xuất từ những loại monome bằng các sản
ứng trùng hợp, trùng ngưng như các loại polyolefin, polyvinylclorit, nhựa
henolfoamadehyt, polyamit, v.v
Theo cấu trúc người ta phân biệt plyme thẳng, polyme mạch nhánh, polyme mạng
lưới và polyme không gian.
Tùy theo đặc điểm liên kết giữa các phân tử thẳng (hay theo tính chịu nhiệt) người
ta chia các polyme thành polyme nhiệt dẻo và polyme nhiệt rắn.
Theo lĩnh vực ứng dụng, vật liệu polyme được chia ra các loại chất dẻo, nylon,
sợi, cao su, sơn và keo v.v.
4.2 TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU HỮU CƠ.
4.2.1 Cơ tính của vật liệu hữu cơ.
Tính chất cơ học của vật liệu polyme cũng được đặc trưng bởi một vài thông số
vẫn dùng cho vật liệu kim loại như giới hạn đàn hồi, môdun đàn hồi, giới hạn bean kéo,
độ dai va đập và độ bền mỏi v.v. Ða số tính chất cơ lý của polyme rất nhạy với tốc độ
biến dạng, nhiệt độ, bản chất hóa học của môi trường như sự có mặt của ô xy, nước,
dung môi hữu cơ v.v.
Trong các polyme tinh thể, kích thước và hình dáng tinh thể phụ thuộc vào điều kiện kết
tinh cụ thể, còn tính chất cơ học được quyết định bởi cấu trúc polyme thu được.
Giới hạn đàn hồi, môdun đàn hồi, giới hạn bền kéo.¬
Vật liệu polyme có ba dạng đặc trưng khi biến dạng dưới tác dụng của lực như
trình bày trong hình vẽ 10.1

Hình vẽ 10.1 Ðường cong biến dạng của vật liệu polymegiòn (đường A) và dẻo (đường
B) và đàn hồi cao (Ðường C).
Ðường A là đường cong biến dạng của polyme giòn, nó bị đứt ngay khi có biến
dạng đàn hồi. Ðường B với polyme dẻo, biến dạng tương tự như của đa số vật liệu kim
loại, nghĩa là đầu tiên là biến dạng đàn hồi, tiếp theo là chảy và sau đó là biến dạng deo
rồi phá hủy. Ðường C là biến dạng hoàn toàn đàn hồi (hay biến dạng hồi phục ở ứng suất
thấp) của polyme có độ đàn hồi cao như của cao su và chúng có tên chung là elastome.
Mođun đàn hồi rất khác nhau ở vật liệu polyme. Chẳng hạn các polyme đàn hồi
cao có thể rất nhỏ chỉ bằng 7 MPa nhưng polyme rất cứng có thể là 4.10 3 MPa. Modun
đàn hồi của vật liệu kim loại lớn hơn nhiều và dao động trong khoảng từ 48.103 đến
410.103 MPa.
Giới hạn bền kéo của polyme vào khoảng 10 MPa, còn của các hợp kim có thể
11
đến 4.100 MPa nên vật liệu kim loại ít khi giãn dài hơn 100%, trong khi đó các polyme
đàn hồi cao có thể giãn dài tới 1.000%.
5. Sơn v êmay cách điện
5.1. sơn cách điện
Trong kỹ thuật cách điện, sơn và các hợp chất cách điện có tầm quan trọng rất lớn,
chúng ở dạng lỏng và quá trình chế tạo cách điện nhưng sau đó đông rắn lại, khi dùng thì
ở trạng thái rắn. Vì vậy sơn và hợp chất cách điện được xếp vào loại vật liệu cách điện
rắn.
Các loại sơn:
Sơn: là những dung dịch keo của nhựa, dầu khô và các chất tương tự. Các chất này
được gọi là nền sơn và hoà tan trong dung dịch dung môi, dễ bay hơi… khi sấy khô dung
môi bay hơi hết, còn nền sơn sẽ chuyển thành trạng thái rắn và tạo thành màn sơn.
Sơn tẩm: dùng để tẩm những chất cách điện xốp và đặc biệt là chất cấch điện dạng xơ
(giấy, bìa, sợi, vải, cách điện của dây quấn máy điện).
Sơn phủ: dùng để tạo ra trên bề mặt của vật liệu một lớp màn nhẵn bóng, chịu ẩm và
có độ bền cơ học. Người ta dùng sơn phủ để quét lên chất cách điện rắn xốp đã được tẩm
sơ bộ nhằm cải thiện đặc tính cách điện (làm tăng điện áp phóng điện, điện trở bề mặt

ngoài…cũng như làm đẹp sản phẩm). Có một số loại sơn phủ (emay) không dùng để quét
lên chất cách điện rắn mà để quét trực tiếp lên kim loại (cách điện emay, lá tôn silíc của
máy điện và thiết bị điện.
Men màu: cũng được xem như sơn phủ, nhưng chúng có thêm các thành phần sắc tố.
Có các loại sơn: sơn bakêlit, sơn gliptan, sơn silic hữu cơ, sơn policlovinyl, sơn polistirol,
sơn cánh kiến, sơn xenlulo, sơn dầu, sơn dầu nhựa…
Hợp chất cách điện:
Có hai loại: dùng để tẩm và dùng để ngâm
Hợp chất tẩm (chất tẩm cáp) dùng để tẩm cách điện giấy cáp được chế tạo từ dầu
mỏ thường cho thêm dầu thông hoặc nhựa gốc tổng hợp vào để tăng độ nhớt.
Hợp chất rót (chất rót vào cáp) dùng để rót vào các hộp nối, các hộp phân nhánh và phần
đầu cáp. Nhằm để tránh ẩm, tăng điện áp đánh thủng…
12
6. Vật liệu cách điện dạng xơ
Vật liệu sơ là những vật liệu mà toàn bộ hoặc chủ yếu được cấu tạo bằng các phần
tử nhỏ và dài. Các vật liệu sơ có ưu điểm là rẻ tiền, độ bền cơ học, độ dẻo khá cao, sản
xuất thuận tiện. Nhược điểm là: độ bền điện không cao, hút ẩm mạnh, truyền nhiệt kém.
Phần lớn các vật liệu sơ được tạo ra từ xơ hưu cơ, một số ít được tạo ra từ xơ vô
cơ (sợi thủy tinh, amiang). Các xơ hữu cơ bao gồm: xơ có nguồn gốc thực vật (bông, gỗ,
giấy), nguồn gốc thực vật (tơ, len), các xơ nhân tạo và xơ tổng hợp.
6.1. Giấy v cáctông.
Là những vật liệu hình tấm hoặc quấn lại bằng cuộn có cấu tạo xơ ngắn, thành
phần chủ yếu là xenlulô được dùng phổ biến làm cách điện trong máy điện, máy biến áp,
khí cụ điện, giấy và cáctông được sản xuất từ vật liệu sợi hữu cơ như gỗ, bông vải, tơ
lụa Vật liệu vô cơ như: amiăng, thuỷ tinh.
Một số giấy có công dụng lớn đối với kỹ thuật điện đó là:
a) Giấy cáp:
Được dùng làm cách điện của cáp điện lực, có các ký hiệu sau:
K – 080; K – 120; K – 170; KM – 120; KB – 030; KB – 045; KB – 080; KB – 120;
KBY – 015 KBY- 120; KBM – 080 KBM – 240.

Trong ký hiệu: K thuộc về cáp;
M: nhiều lớp.
B: điện áp cao.
Y: được ép chặt.
Còn các con số là định mức chiều dày
Vì chất cách điện của cáp có tẩm chất nhớt bị hóa già nên loại cáp này chỉ làm việc
lâu dài trong điện trường có cường độ thấp (3 ÷ 4) kV/mm.
– Giấy cáp điện thoại.
– Giấy tụ điện: loại giấy này khi đã được tẩm làm điện môi cho tụ điện giấy, có hai
loại giấy làm tụ điện: KOH là loại giấy làm tụ điện thông thường và silicon là loại giấy
làm tụ động lực. Giấy làm tụ điện thường được sản xuất thành từng cuộn có chiều rộng từ
12 đến 750mm. Những đặc tính giấy làm tụ điện có chiều dày 15µm được cho trong bảng
sau: (bảng 2.5).
BẢNG 2.5: ĐẶC TÍNH CỦA GIẤY LÀM TỤ ĐIỆN CÓ CHIỀU DÀY 15µm
Các đặc tính Loại và nhãn hiệu giấy
KOH – I KOH – II Silicon –
0,8
Silicon –
1
Silicon –
2
Điện áp đánh thủng
của giấy khô, (V) không
nhỏ hơn
430 450 420 460 490
Tg
δ
của giấy khô
không quá:
– Ở 60

0
C
– Ở 100
0
C
0,0016
0,0028
0,0018
0,0035
0,0009
0,0010
0,0012
0,0015
0,0015
0,0020
Số lượng điểm có tạp
chất dẫn điện trên 1m
2
100 130 10 15 30
b) Cáctông cách điện: có hai loại cáctông được sử dụng:
13
+ Loại để ngoài không khí cứng và đàn hồi dùng làm cách điện ở trong không khí
(lót vào rãnh của máy điện, các lõi cuộn dây, các vòng đệm v.v )
+ Loại dùng trong dầu có cấu trúc xốp và mềm hơn được dùng chủ yếu trong dầu
máy biến áp.
6.2. Vải sơn cách điện.
Là loại vải bông, lụa, thủy tinh có tẩm sơn, có độ đàn hồi và độ mềm được dùng
làm cách điện rãnh của các máy điện có điện áp thấp. Trong các máy điện có điện áp cao
vải sơn được dùng làm cách điện ở các đầu dây quấn, cách điện giữa các cuộn dây, ngoài
ra vải sơn còn được dùng cách điện cho các bộ phận bị uốn cong nhiều. Độ bền điện của

loại băng sợi bông có trị số khoảng (35 ÷ 50)kV/mm, loại bằng tơ (55 ÷ 90)kV/mm. Vải
sơn cách điện thường được sản suất ở dạng cuộn rộng (700 ÷ 1000)mm, chiều dày của
vải cách điện là (0,15 ÷ 0,24) mm. Gần đây có khuynh hướng thay thế vải sơn và giấy
sơn cách điện bằng vật liệu cách điện dẻo đó là màng dẻo.
7. Vật liệu cách điện dạng dẻo Thời gian: 0,5h
7.1. Chất dẻo
Chất dẻo là loại vật liệu được dùng rộng rãi trong kỹ thuật cũng như trong đời sống.
Đặc điểm của chất dẻo là dưới tác dụng của sức ép từ bên ngoài sẽ nhận được hình dáng
đã định trước của khuôn ép để chế tạo ra các sản phẩm. Trong kỹ thuật điện người ta
thường dùng chất dẻo để làm vật liệu cách điện cũng như dùng làm các kết cấu thuần túy.
a. Hêtinắc: được sản xuất ra bằng cách ép nóng giấy đã được tẩm nhựa bakêlít.
Hêtinắc có khối lượng riêng từ 1,25 đến 1,4 G/cm
3
. Độ bền điện cao khoảng
(20÷25)kV/mm, ε = 5÷6 Hêtinắc được sử dụng trong việc chế tạo các thiết bị và dụng cụ
điện cao áp và hạ áp. Ngoài ra, Hêtinắc cũng được sử dụng trong kỹ thuật thông tin.
b. Téctôlít: được sản xuất ra bằng cách ép nóng vải đã được tẩm nhựa bakêlít, nó
cũng tương tự Hêtinắc nhưng có giới hạn bền kéo doc và ứng suất dai va đập theo chiều
thẳng góc với lớp cách điện không cao hơn Hêtinắc nhưng độ bền nhiệt cao hơn.
Trong những năm gần đây người ta đã chế tạo được nhiều loại chất dẻo nhiều lớp có
đặc tính cách điện, độ bền cơ và độ chịu nhiệt cao. Chất kết dính dùng trong các chất dẻo
14
ấy là nhựa polieste, êpoxi, nhựa poliimít, nhựa silíc hữu cơ và các loại nhựa khác. Thành
phần tạo thành là tổ hợp cách điện compozit có đặc tính cách điện và độ bền cơ rất cao,
chịu được ẩm, ứng dụng nhiều trong các thiết bị điện cao áp. Những đặc tính của
Hêtinắc, Téctôlít, Téctôlít thủy tinh được cho trong bảng sau: (Bảng 2.6)
BẢNG 2.6: ĐẶC TÍNH CỦA HÊTINẮC, TÉCTÔLÍT, TÉCTÔLÍT THỦY TINH
Các đặc tính Hêtinắc Téctôlít Téctôlít
A B B –
Giới hạn bền kéo theo chiều

dọc, kG/cm
2
, không nhỏ hơn.
800 1000 650 900
Giới hạn bền uốn theo chiều
thẳng góc với lớp cách điện,
kG/cm
2
, không nhỏ hơn.
1000 1300 1200 1100
Ứng suất dai va đập theo
chiều thẳng góc với lớp cách
điện, kG/cm
2
, không dưới.
13 20 25 50
Độ bền nhiệt
0
C không thấp
hơn
150 150 125 185
Điện trở suất khối ρ
V
(Ω.cm)
không dưới
10
11
10
10
10

9
10
10
+ Cáp rôn: vật liệu có tính chịu hồ quang cao được dùng chế tạo làm khung cuộn
dây, màng và sợi cách điện.
+ Cáp san: vật liệu trong suốt theo dạng màng cách điện thường dùng để cách
điện rãnh máy điện hạ áp và trong tụ điện.
+ Polyfocmandêhit: vật liệu rắn, cứng có tính chống mài mòn chống ma sát cao.
Các chi tiết được chế tạo bằng chất này được thực hiện bằng cách đúc áp lực.
7.2. Nhựa cách điện:
Nhựa là tên gọi của một nhóm các vật liệu có nguồn gốc và bản chất rất khác nhau
nhưng có một số đặc điểm giống nhau về bản chất hóa học cũng như tính chất vật lý. ở
nhiệt độ thấp nó là những chất vô định hình. Khi ở nhiệt độ cao nhựa mềm ra trở thành
dẻo và sau đó hóa lỏng. Như vậy, nhiệt độ hóa lỏng của nhựa không thể hiện rõ rệt. Phần
lớn các loại nhựa được sử dụng trong kỹ thuật cách điện không hòa tan trong nước và ít
hút ẩm, nhưng chúng lại hòa tan trong các dung môi hữu cơ thích hợp. Thông thường
nhựa có tính kết dính và khi chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái rắn nhựa sẽ gắn
chặt vào vật rắn tiếp xúc với nó. Trong kỹ thuật cách điện nhựa được dùng làm thành
phần quan trọng của các loại sơn, các hỗn hợp, các chất dẻo, các vật liệu xơ nhân tạo và
xơ tổng hợp… Dựa theo nguồn gốc của các loại nhựa, người ta chia ra thành các
loại nhựa tự nhiên, nhựa nhân tạo và nhựa tổng hợp.
Nhựa tự nhiên là những chất do một số động vật (cánh kiến) hoặc các loại cây có
nhựa (nhựa thông) tiết ra.
Trong những năm gần đây nhựa nhân tạo và nhựa tổng hợp trở nên rất quan trọng
đối với kỹ thuật cách điện. Dựa theo bản chất hóa học, nhựa tổng hợp được chia nhỏ
thành nhựa trùng hợp và nhựa trùng ngưng (ngưng tụ). Đa số các loại nhưa tổng hợp là
15
loại nhiệt dẻo, còn các loại trùng ngưng có thể là loại nhiệt cứng (ví dụ nhựa poliamít,
nhựa nôvôlac…). Về mặt cách điện thì nhựa tổng hợp có ưu điểm hơn.
a) Nhựa tổng hợp:

 Pôliêtilen:
Pôliêtilen có đặc tính cơ tốt, có độ trong suốt cao đối với các tia sáng nhìn thấy được
và các tia cực tím, chịu được axit và kiềm. Pôliêtilen dùng để làm cách điện cho cáp điện
tần số cao và cáp điện lực điện áp cao làm việc trong môi trường ẩm. Nhược điểm là khả
năng chịu nhiệt không cao, ở nhiệt độ bình thường pôliêtilen không bị hòa tan với bất cứ
dung môi nào.
 Pôliprôpilen:
Pôliprôpilen là một chất trùng hợp mới có tỉ trọng (0,90÷0,91)G/cm
3
, rất dẻo. Tính
chất cách điện của nó tương đương với pôliêtilen, nhưng độ bền nhiệt cao hơn nhiều.
Nhiệt độ hóa dẻo khoảng (165÷170)
0
C.
 Nhựa PVC: (polivinyclorua).
Là hợp chất cao phân tử, được trùng hợp từ vinyclorua [C
2
H
3
CL;(CH
2
= CHCL)
n
],
chịu được tác dụng của acid, kềm, nước, dầu…Dùng làm vỏ bọc dây dẫn diện, cáp điện,
đầu ra các thiết bị điện, vỏ bình accu…
 Pôliizôbutilen:
Pôliizôbutilen là chất trùng hợp từ izôbutilen (H
2
C=C(CH

3
)
2
, cao phân tử.
Pôliizôbutilen là một chất giống cao su và rất dính. Nó có tính chịu lạnh tốt (ở nhiệt độ
âm 80
0
C) vẫn giữ được tính dẻo. Tỉ trọng của pôliizôbutilen là (0,91÷0,93)G/cm
3
, có độ
bền hóa học và độ hút ẩm nhỏ.
 Pôlistirol:
Pôlistirol nhận được bằng cách trùng hợp stirol. Stirol là sản phẩm phụ khi chưng
khô than đá. Stirol rất dễ trùng hợp ngay cả khi để nó ở nhiệt độ bình thường, trong bóng
tối không cần chất xúc tác. Pôlistirol trong suốt, giống như thủy tinh dạng khối mang
hình dạng của bình chứa nó hoặc là trong nhũ tương (pôlistirol nhũ tương). Pôlistirol có
thể đem chế biến như chất dẻo hoặc cũng có thể gia công bằng cơ khí. Pôlistirol nhũ
tương có tính chất cách điện và tính chịu nhiệt thấp hơn pôlistirol khối song không nhiều.
+ Nhược điểm:
– Ở nhiệt độ thấp thì khá giòn, dễ tạo ra vết nứt trên bề mặt.
– Kém bền đối với dung môi nhất là hyđrô cácbon lỏng.
– Tính chịu nhiệt không cao (70÷80)
0
C.
+ Công dụng: dùng làm điện môi trong kỹ thuật cao tần, vì có tổn hao điện môi bé.
Nó dùng làm vỏ bọc các cuộn dây, các chi tiết và cách điện cáp cao tần, cũng được dùng
làm sơn và hỗn hợp cách điện, màng mỏng để chế tạo tụ điện …
b) Nhựa thiên nhiện.
 Cánh kiến
Loại nhựa này do một loại côn trùng tiết ra trên các cành cây ở các xứ nóng thuộc

vùng nhiệt đới. Người ta thu gom cánh kiến theo kiểu thủ công, làm sạch rồi nấu chảy.
Cánh kiến có màu vàng nhạt hoặc nâu, thành phần chủ yếu của cánh kiến là những axít
hữu cơ phức tạp. Cánh kiến dễ hòa tan trong rượu cồn nhưng không hòa tan trong
16
hyđrôcácbon. Cánh kiến có đặc tính cách điện như sau: ε = 3,5, ρ
V
= (10
15
÷10
16
)Ω.cm,
tgδ = 0,01, E
đt
= 20÷30kV/mm. Ở (50 ÷ 60)
0
C cánh kiến trở nên dễ uốn và ở nhiệt độ cao
hơn thì trở thành dẻo và nóng chảy ra. Khi đun nóng kéo dài thì cánh kiến được nung kết,
đồng thời trở nên không nóng chảy và không hòa tan, nhiệt độ càng cao thì thời gian
nung kết càng giảm. Trong kỹ thuật cách điện, cánh kiến được dùng ở dạng sơn dán chế
tạo micanít. Khi không có cánh kiến người ta thay bằng nhựa gliptan và các loại nhựa
tổng hợp khác.
 Nhựa thông (colofan).
Nhựa thông là một loại nhựa giòn có màu vàng hoặc nâu có tên gọi là colofan, có
tính chất cách điện như sau: ρ = (10
14
÷10
15
) Ω.cm, E
đt
= 10÷15kV/mm và có hằng số điện

môi ε và tgδ phụ thuộc vào nhiệt độ. Nhiệt độ hóa dẻo của các loại nhựa thông khác
nhau vào khoảng (50÷70)
0
C. Colofan ôxy hóa từ từ trong không khí, khi đó nhiệt độ hóa
dẻo của nó tăng nhưng độ hòa tan lại giảm. Nhựa thông hòa tan trong dầu mỏ, được dùng
vào việc ngâm tẩm cáp, ngoàI ra nó cũng được dùng để sản xuất ra rezinat là chất làm
khô cho sơn dầu.
8. Vật liệu cách điện từ Mica Thời gian: 1h
8.1. Đặc tính của vật liệu cách điện từ Mica
Mica là vật liệu cách điện vô cơ có tính năng đặc biệt đó là độ bền điện và độ bền cơ
cao, tính chịu nhiệt và chịu ẩm tốt, khá dẻo khi có độ dày mỏng nên được dùng làm vật
liệu cách điện ở những vị trí quan trọng như: cách điện của các máy điện cao áp công
suất lớn và dùng làm điện môi trong một số loại tụ điện. Mica trong tự nhiên có dạng tinh
thể, đặc điểm đặc trưng của nó là có thể tách ra từng bản mỏng một cách dễ dàng theo
chiều song song giữa các bề mặt thớ.
Mica muscôvít thường không màu hoặc có màu đỏ nhạt, xanh nhạt, và các màu
sắc khác; flogopít thường có màu sẫm hơn giống như màu hổ phách, màu vàng ánh, màu
nâu, màu đen tuyền, tuy nhiên cũng có khi gặp loại flogopít có màu sáng hơn.
Đặc tính cách điện của mica muscôvít tốt hơn và cao hơn so với flogopít, ngoài ra
nó có độ bền cơ cao hơn, rắn hơn, dễ uốn và co dãn hơn flogopít. Các trị số về 2 loại
mica được cho trong bảng sau: (bảng 2.10).
BẢNG 1.6: ĐẶC TÍNH CỦA MICA
Loại mica Khôi lượng
riêng, G/cm
3
ρ,Ω.cm tgδ.10
4
ở tần số
50Hz 1kHz 1MHz
Muscôvít

2,80 ÷ 2,90 10
14
÷10
16
150 25 3
flogopít
2,65 ÷ 2,80 10
13
÷10
14
500 150 15
Muscôvít chịu mài mòn tốt hơn flogopít. Điều đó có giá trị quan trọng đối với
micanít dùng cho vành góp, loại micanít được chế tạo bằng Muscôvít này ít bị chổi than
của máy điện làm mòn hơn là chất đồng dùng làm vành góp. Còn loại micanít làm bằng
flogopít dùng cho vành góp cũng bị mài mòn như đồng cho nên có thể dùng nó không đòi
hỏi phải đánh nhẵn vành góp. Phần lớn các loại mica được dùng trong kỹ thuật điện vẫn
giữ được đặc tính cách điện và đặc tính cơ khá tốt khi đốt nóng lên vài trăm độ, vì thế
mica được xếp vào cách điện cấp C là cấp chịu nóng cao nhất. Khi nhiệt độ càng cao thì
thì mica không còn trong suốt nữa, chiều dày của nó tăng lên, đặc tính cơ và điện giảm.
Mica bị nấu chảy ở nhiệt độ (1250 ÷ 2300)
0
C.
17
8.2. Vật liệu cách điện từ Mica v phạm vi ứng dụng
+ Micanít: là loại vật liệu được sản xuất thành từng tấm hoặc từng cuộn do những
cánh mica dán lại với nhau bằng sơn dán hoặc bằng nhựa khô, đôi khi còn dùng thêm lớp
nền bằng xơ giấy hoặc xơ bông để dán những cánh mica lên một mặt hoặc cả hai mặt của
nó. Nền bằng xơ tăng độ bền kéo đứt của vật liệu và giữ cho các cánh mica khó bị tách ra
khi vật liệu bị uốn. Micanít có thể sử dụng làm cách điện cho vành góp, dùng để lót
đệm, để tạo hình, băng mica cách điện cho thiết bị điện và cáp điện.

+ Mica bằng các hạt vụn: Mica vụn rửa sạch, nghiền thành vảy nhỏ và lợi dụng
khả năng dính liền lại với nhau của các tinh thể mica vừa mới được tách ra để biến thành
phôi ta thu được từng lá. Việc sử dụng các chất kết dính có thể tăng độ bền cơ và độ bền
điện của mica làm bằng các hạt vụn. Để sản xuất ra loại mica này ta có thể sử dụng các
chất thải của mica muscôvít và flogopít để làm chất cách điện mà phương pháp khác
không sử dụng được. Bằng phương pháp này người ta chế tạo ra vật liệu chịu được hồ
quang điện, đúc ép định hình bằng khuôn tạo ra các chi tiết cách điện cần thiết cho các
thiết bị điện.
+ Mica tổng hợp: thủy tinh mica là một trong số các điện môi có chất lượng cao.
Nó chịu được nhiệt độ cao, có độ bền cơ lớn, nhất là độ bền uốn, va đập, chịu được
phóng điện hồ quang, có tgδ nhỏ, có thể gia công bằng cơ khí được. Tuy nhiên quá trình
công nghệ sản xuất ra mica thủy tinh tốn nhiều công, đòi hỏi phải có lò điện có công suất
lớn, máy ép thủy lực và khuôn ép bằng thép không rỉ. Thủy tinh mica có các đặc tính:
– Khối lượng riêng: 2,6 ÷ 3,0G/cm
3
; nhiệt độ làm việc cho phép (300 ÷ 350)
0
C; giới
hạn bền kéo σ
kéo
= (300 ÷ 700) kG/cm
2
; σ
nén
= (1000 ÷ 4000) kG/cm
2
; σ
uốn
= (700 ÷ 1400)
kG/cm

2
; ứng suất dai va đập (2 ÷ 5) kG.cm/cm
2
, α = (8 ÷ 9).10
-6
1/độ; ρ
y
= (10
12
÷ 10
14
)
Ω.cm; ρ
s
= (10
10
÷ 10
12
) Ω.cm; ε = (6 ÷ 8,5); tgδ = (0,003 ÷ 0,01) ở tần số 1MHz. Độ
bền cách điện (10 ÷ 20) kV/mm. Mica thủy tinh chịu được ẩm, nhưng kém bền đối với
tác dụng của các axít clohyđríc, nitơríc cũng như đối với chất kiềm. Khi thủy tinh mica bị
rổ có khả năng hút ẩm làm cho phẩm chất cách điện bị giảm đi.
9. Sứ cách điện Thời gian: 0,5h
9.1. Cấu tạo v đặc tính của sứ cách điện
+ Sứ cách điện: Được chế tạo từ đất sét, sau đó gia công định hình được nung và
tráng men, có độ bền cách điện, độ bền nhiệt cao. Là một trong những vật liệu chủ yếu
dùng trong lưới điện cao thế, trung thế và hạ thế, dùng cách điện trong máy điện, khí cụ
điện…Vật liệu cách điện bằng sứ rất đa dạng:
– Sứ đường dây gồm có sứ treo dùng cho điện áp cao hơn 35 kV, sứ đỡ dùng cho
điện áp thấp hơn.

– Sứ trong các trạm điện là các loại sứ đỡ và sứ xuyên.
– Sứ tham gia vào kết cấu của các thiết bị như máy biến áp, máy cắt dầu, dao cách
ly, chống sét van.
– Sứ định vị gồm có các sứ puli, những linh kiện ở đui đèn, trong công tắc, cầu chì,
cầu dao phích cắm, sứ thông tin.vv…
* Đặc tính quan trọng nhất của sứ cách điện điện áp cao là trị số điện áp phóng
điện giữa hai điện cực. Do sứ cách điện có chiều dày lớn và cường độ cách điện cao, nên
khó có thể xẩy ra phóng điện chọc thủng sứ mà chỉ diễn ra phóng điện trên bề mặt của sứ.
Cần phân biệt hai loại điện áp phóng điện bề mặt sứ : điện áp phóng điện khô và điện áp
phóng điện ướt khi thử nghiệm sứ. (hình 2.1).
18

Điện áp phóng điện khô là trị số điện áp phóng điện thu được khi thử nghiệm sứ
trong điều kiện bình thường (Hình 2.1.a). Điện áp phóng điện ướt là trị số điện áp phóng
điện thu được khi thử nghiệm sứ dưới mưa nhân tạo với cường độ 4,5 ÷5,5 mm/phút,
mưa rơi theo góc 45
0
so với mặt phẳng ngang của sứ. Điện áp phóng điện khô bao giờ
cũng lớn hơn điện áp phóng điện ướt và nhỏ hơn điện áp đánh thủng. Người ta xác định
điện áp đánh thủng khi nhúng sứ thử nghiệm vào trong dầu cách điện. Khi thử nghiệm
sứ treo, cần xác định điện áp đánh thủng cho từng bát sứ một, điện áp phóng điện khô
được xác định cho cả toàn bộ chuỗi sứ.
Nhược điểm của sứ: độ bền va đập không cao, góc tổn hao diện môi khá lớn, tổn hao
điện môi lại tăng nhanh ở nhiệt độ cao, gây trở ngại cho việc dùng sứ làm chất cách điện
ở tần số cao cũng như ở nhiệt độ cao.

19
Hình 2.1: Đường phóng điện khi thử nghiệm phóng điện
a. Khi khô b. Khi ướt
Bi 2: VẬT LIỆU DẪN ĐIỆN

2.1. Vật liệu dẫn điện
2.1.1. Khái niệm
Vật liệu dẫn điện là vật chất mà ở trạng thái bình thường có các điện tích tự do. Nếu
đặt những vật liệu này vào trong một điện trường, các điện tích sẽ chuyển động theo
hướng nhất định của điện trường và tạo thành dòng điện. Người ta gọi là vật liệu có tính
dẫn điện.
Vật liệu dẫn điện có thể là chất rắn, chất lỏng và trong những điều kiện nhất định có
thể là chất khí. Ở dạng chất rắn vật liệu dẫn điện gồm có kim loại và các hợp kim của
chúng. Trong một số trường hợp là những chất không phải là kim loại mà là chất lỏng
dẫn điện, kim loại ở trạng thái chảy lỏng và những chất điện phân.
Khí và hơi có thể trở nên dẫn điện ở cường độ điện trường lớn, chúng tạo nên ion
hóa do va chạm hay sự ion hóa quang.
2.1.2. Đặc tính cơ bản của vật liệu dẫn điện
Vật liệu dẫn điện có các tính chất cơ bản sau:
 Điện dẫn suất của vật liệu






=
ρ
γ
1
Hệ số nhiệt của điện trở suất
Nhiệt dẫn suất.
Hiệu điện thế tiếp xúc và sức nhiệt điện động
Giới hạn bền khi kéo và độ dãn dài tương đối khi đứt.
2.1.2.1 Điện trở:

Là đại lượng đặc trưng cho sự ‘’cản trở‘’ dòng điện của vật liệu hay nói cách
khác Điện trở R là quan hệ giữa hiệu điện thế không đổi đặt ở hai đầu của dây dẫn và
cường độ dòng điện một chiều tạo nên trong dây dẫn đó (chú ý: dây dẫn không hề có sức
điện động nội tại nào). Xét về
2.1.2.2. Mặt kết cấu,
Điện trở của vật liệu điện được tính theo công thức sau:
s
l
R
ρ
=

Trong đó:
l: chiều dài của vật dẫn [m].
S: là tiết diện của vật dẫn [m
2
].
ρ: là điện trở suất, phụ thuộc vào bản chất của vật liệu [Ωm].
R: là điện trở của vật dẫn [Ω].
Dựa vào biểu thức trên ta thấy: Nếu có hai vật dẫn khác nhau (khác chất), nhưng có
cùng chiều dài, cùng tiết diện thì vật nào có điện trở suất lớn hơn thì vật đó sẽ có điện trở
cao hơn, nghĩa là dòng điện chạy qua nó sẽ ’’khó khăn’’ hơn.
Điện dẫn G của vật dẫn là đại lượng nghịch đảo của điện trở.
20
R
G
1
=
Điện dẫn được tính với đơn vị
1

1
−
Ω=
Ω
.
2.1.2.3. Điện trở suất (ρ):
là đại lượng đặc trưng cho tính dẫn điện hay cách điện của vật liệu hay nói cách khác:
điện trở suất là điện trở của vật dẫn có chiều dài là một đơn vị chiều dài và tiết điện là
một đơn vị diện tích. Nó phụ thuộc vào bản chất của vật liệu. Nếu vật có điện trở suất
càng nhỏ thì dẫn điện càng tốt và ngược lại.
Trên thực tế Điện trở suất ρ của vật dẫn được tính theo: Ω.mm
2
/m và trong một số
trường hợp được tính bằng: µΩ.cm. Trong hệ CGS điện, điện trở suất được tính bằng:
Ωcm, còn ở hệ MKSA tính bằng: Ωm.
Những đơn vị nêu trên chúng được liên hệ với nhau qua biểu thức sau:
1Ωcm = 10
4
Ω.mm
2
/m = 10
6
µΩ.cm. = 10
-2
Ωm.
Điện dẫn suất γ là đại lượng nghịch đảo của điện trở suất.








=
ρ
γ
1
Điện dẫn suất γ được tính theo: m/ Ω.mm
2
; Ω
-1
cm
-1
; Ω
-1
m
-1
.
2.1.2.4. Sự phụ thuộc của điện trở vo nhiệt độ.
Điện trở suất của kim loại và của rất nhiều hợp kim tăng theo nhiệt độ, điện trở suất
của cácbon và của dung dịch điện phân giảm theo nhiệt độ.
Thông thường điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ và theo qui luật sau:
( )
1
32
++++= ttt
ot
γβαρρ
Ở nhiệt độ sử dụng t
2

điện trở suất sẽ được tính toán xuất phát từ nhiệt độ t
1
theo
công thức:
ρt
2
= ρt
1
[1 + α(t
2
– t
1
)].
Trong đó:
– α là hệ số thay đổi điện trở suất theo nhiệt độ đối với vật liệu tương ứng và ứng
với những khoảng nhiệt độ được nghiên cứu.
– Hệ số α gần như giống nhau đối với các kim loại tinh khiết và có trị số gần đúng
bằng 4.10
-3
1/
0
C
– Đối với khoảng chênh lệch nhiệt độ (t
2
– t
1
) thì hệ số α trung bình sẽ là:
( )
121
12

.

ttt
tt
−
−
=
ρ
ρρ
α
Giá trị α và ρ đối với những kim loại chính được sử dụng trong kỹ thuật điện được
cho trong bảng sau: (Bảng 3.1)
BẢNG 2.1: ĐẶC TÍNH VẬT LÝ VÀ ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA MỘT SỐ KIM LOẠI.
TT Kim loại Khối
lượng
riêng
g/cm
3
Nhiệt độ
nóng
chảy
0
C
Điện trở suất ρ ở 20
0
C (Ωmm
2
/m).
Hệ số thay đổi của
Điện trở suất theo

nhiệt độ α 1/độ.
1. Bạc 10,5 961 0,0160 – 0,0165 0,0034 – 0,00429
2. Đồng 8,9 1083 0,0168 – 0,0182 0,00392 – 0,00445
3. Vàng 19,3 1063 0,0220 – 0,0240 0,00350 – 0,00399
21
4. Nhôm 2,7 657 0,0262- 0,0400 0,0040 – 0,0049
5. Magiê 1,74 651 0,0446 – 0,0460 0,00390 – 0,0046
6. Molipđen 10,2 2620 0,0476 – 0,0570 0,0033 – 0,00512
7. Wolfram 19,3 3380 0,0530 – 0,0612 0,0040 – 0,0052
8. Kẻm 7,1 420 0,0535 – 0,0630 0,0035 – 0,00419
9. Niken 8,9 1455 0,06141 – 0,138 0,0044 – 0,00692
10. Thép 7,8 1535 0,0 918 – 1,1500 0,0045 – 0,00657
11. Platin 21,4 1770 0,0866 – 0,116 0,00247- 0,00398
12. Palađi 12 1555 0,1100 0,0038
13. Thiếc 7,3 232 0,113 – 0,143 0,00420 – 0,00465
14. Chì 11,4 327 0,205 – 0,222 0,0038 – 0,00428
15. Thủy
ngân
13,6 – 39 0,952 – 0,959 0,0009 – 0,00099
16. Titan 4,5 1725 0,420 0,0044
17. Cadmi 8,6 321 0,076 0,0042
18. Coban 8,7 1492 0,062 0,0060
19. Vàng 19,3 1063 0,024 0,0036
20. Tantan 16,6 2977 0,135 0,0038
– Hệ số nhiệt nhiệt độ α của điện trở suất nói lên sự thay đổi điện trở suất của vật
liệu khi nhiệt độ thay đổi.
2.1.2.5. Các tác nhân môi trường ảnh hưởng đến vật liệu dẫn điện.
Nhiệt độ của môi trường làm việc ảnh hưởng đến tính dẫn điện của vật liệu khi nhiệt
độ tăng thì điện trở của vật liệu tăng lên và làm cho tính dẫn điện của vật liệu giảm.
– Ở nhiệt độ không tuyệt đối (0

0
K), điện trở suất của kim loại tinh khiết giảm đột
ngột, chúng thể hiện “hiện tượng siêu dẫn”. Về phương diện lý thuyết ở độ không tuyệt
đối, kim loại tinh khiết không còn điện trở.
– Sự biến dạng đàn hồi, mức độ tinh khiết của kim loại ảnh hưởng đến gía trị của
điện trở suất của vật liệu dẫn điện.
– Khi nóng chảy, điện trở suất của kim loại biến đổi, thông thường giá trị tăng lên
(ngoại trừ: ăngtimoan, gali và bitmut khi nóng chảy, điện trở suất giảm).
– Sự không tinh khiết của kim loại dẫn đến làm tăng điện trở suất.
– Ảnh hưởng của trường từ và ánh sáng đối với điện trở suất: thực nghiệm cho thấy
rằng điện trở suất của kim loại cũng biến đổi khi kim loại đặt trong trường từ và điện trở
suất của một số vật liệu cũng biến đổi dưới ảnh hưởng của ánh sáng.
2.1.2.6. Hiệu điện thế tiếp xúc v sức nhiệt động
Khi tiếp giáp hai kim loại khác nhau với nhau, giữa chúng sẽ sinh ra hiệu điện thế.
Sự xuất hiện hiệu điện thế đóng vai trò quan trọng ở hiện tượng ăn mòn điện hóa và được
ứng dụng trong một số dụng cụ đo lường.
Thế điện hóa bình thường của một số kim loại khác nhau so sánh với hyđro được
cho ở bảng sau: (Bảng 3.2)
BẢNG 2.2: THẾ ĐIỆN HÓA BÌNH THƯỜNG CỦA MỘT SỐ KIM LOẠI
Kim loại Thế điện hóa ở nhiệt độ
bình thường (V)
Kim loại Thế điện hóa ở nhiệt
độ bình thường (V)
22
Vàng + 1,500 Cadmium – 0,400
Platin + 0,860 Sắt – 0,440
Thủy ngân + 0,860 Crôm – 0,557
Bạc + 0,808 Wolfram – 0,580
Đồng + 0,345 Kẽm – 0,760
Hyđro

± 0,000
Mangan – 1,040
Thiếc – 0,100 Nhôm – 1,340
Chì – 0,130 Magiê – 2,350
Niken – 0,250 Bari – 2,960
Coban – 0,255

Sức nhiệt động sinh ra của hai kim loại khác nhau, tiếp giáp nhau được ứng dụng để
chế tạo các cặp nhiệt điện.
Hiệu điện thế tiếp xúc giữa các cặp kim loại dao động trong phạm vi từ vài phần
mười vôn đến vài vôn, nếu nhiệt độ của cặp bằng nhau, tổng hiệu điện thế trong mạch kín
bằng không. Nhưng khi một đầu của cặp nhiệt có nhiệt độ khác đầu kia thì trong trường
hợp này sẽ phát sinh sức nhiệt điện động.
2.1.2.7. Tính chất chung của kim loại v hợp kim
1.Tầm quan trọng của kim loại v hợp kim
Hiện nay kim loại và hợp kim được dùng rất rộng rãi trong các nghanh kinh tế. Các
kim loại đặc biệt là sắt và các hợp kim của của nó như gang, thép là những vật liệu chủ
yếu của công nghiệp cơ khí, xây dựng và các phương tiện giao thông vận tải. Một số
thép đặc biệt dùng trong công nghệ hoá học, công nghệ hạt nhân, nghành vũ trụ. Kim loại
và hợp kim được sử dụng rộng rãi để làm máy móc và công cụ đặc biệt là trong nghành
điện vì chúng có ưu điểm hơn hẳn các vật liệu khác: có tính dẫn điện, dẫn nhiệt, độ bền,
độ cứng và độ dẻo dai cao. Ngày nay mặc dù chất dẻo ra đời và phát triển mạnh và bên
cạnh đó còn có gỗ, tre và thuỷ tinh nhưng kim loại và hợp kim là là những vật liệu chủ
yếu và quan trọng nhất của nghành công nghiệp hiện đại.
a, Kim loại:
Để nhận biết được kim loại người ta dựa vào hệ số nhiệt điện trỏ. ở kim loại hệ số
này dương tức là nhiệt độ tăng thì điện trở kim loại tăng.
b, Hợp kim:
Hợp kim là sản phẩm của sự nóng chảy của hai hay nhiều nguyên tố mà trong đó
chủ yếu là kim loại. Trong thành phần hợp kim có thể có moat lượng nhỏ các nguyên tố á

kim.
Ví dụ: Thép là hợp kim của sắt và các bon
Nói chung kim loại nguyên chất có nhiều nhược điểm như: độ dẻo, độ bền và độ
cứng thấp, do đó các cơ cấu máy không làm bằng kim loại nguyên chất mà phải làm bằng
hợp kim.
2. Tính chất chung
a, Tính chất lý học:
Vẽ sáng mặt ngoi của kim loại: theo vẽ sáng bề ngoài của kim loại có thể chia
thành kim loại đen và kim loại màu:
– Kim loại và hợp kim đen: gồm sắt và các hợp kim của sắt, tức là gang và thép.
– Kim loại màu và hợp kim màu: là tất cả các kim loại và hợp kim còn lại.
Trọng lượng riêng: là trọng lượng của một đợn vị thể tích của vật:
23
V
p
d =
(G/cm
2
)
Tính nóng chảy: Kim loại có tính chảy loảng khi đốt nóng và đông đặc khi làm
nguội. Nhiệt độ ứng với khi kim loại chuyển đổi từ thể đặc sang thể lỏng hoàn toàn gọi là
điểm nóng chảy.
Điểm nóng chảy có ý nghĩa rất quan trọng trong công nghệ đúc. Điểm nóng chảy
của nhiều hợp kim lại khác điểm nóng chảy của từng kim loại tạo nên hợp kim đó.
Tính dẫn nhiệt: là tính chất truyền nhiệt của kim loại khi bị đốt nóng hoặc làm
lạnh. Kim loại có tính dẫn nhiệt tốt thì càng dễ đốt nóng nhanh và đồng đều, cũng như
càng dễ nguội nhanh.
Tính giãn nở nhiệt: khi đốt nóng các kim loại giản nở ra và khi làm nguội nó co
lại. Sự giản nở nhiệt của các kim loại không giống nhau. Để đánh giá sự giản nở nhiệt
của một vật nào đó, người ta đo chính xác độ giản dài của 1 mm vật đó khi nhiệt độ thay

đổi 1
0
C. Độ giản dài đo được gọi là hệ số giản nở nhiệt theo chiều dài.
Tính dẫn điện: là khả năng dẫn điện của kim loại. Khi nhiệt độ cao tính dẫn điện
giảm. Ở nhiệt độ 0
0
K điện trở của kim loại bằng không.
Tính nhiễm từ: là khả năng kim loại bị từ hoá sau khi được đặt trong một từ
trường. Sắt và hầu hết các hợp kim của sắt đều có tính nhiễm từ. Ni ken và cô ban cũng
có tính nhiễm từ và được gọi là chất sắt từ. Còn hầu hết các kim loại khác không có tính
nhiễm từ.
Nhiệt dung riêng: là nhiệt độ cần thiết làm tăng nhiệt độ của kim loại lên 1
0
C.
BẢNG 2.3: TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA MỘT SỐ KIM LOẠI.
TT Kim loại Khối
lượng
riêng
g/cm
3
Nhiệt
độ
nóng
chảy
0
C
Nhiệt
dung
riêng W/
(m.độ)

Nhiệt
dẫn riêng
W/
(m.độ)
Điện trở
suất ρ ở 20
0
C
(Ωmm
2
/m).
Hệ số thay đổi
của Điện trở
suất theo
nhiệt độ α
1/độ.
1. Bạc 10,5 961 234 415 0,0160 –
0,0165
0,0034 –
0,00429
2. Đồng 8,9 1083 385 390 0,0168 –
0,0182
0,00392 –
0,00445
3. Vàng 19,3 1063 126 293 0,0220 –
0,0240
0,00350 –
0,00399
4. Nhôm 2,7 657 922 209 0,0262-
0,0400

0,0040 –
0,0049
5. Côban 8,7 1492 435 79 0,0620 0,0060
6. Molipđen 10,2 2620 264 251 0,0476 –
0,0570
0,0033 –
0,00512
7. Wolfram 19,3 3380 138 168 0,0530 –
0,0612
0,0040 –
0,0052
8. Kẻm 7,1 420 390 111 0,0535 –
0,0630
0,0035 –
0,00419
9. Niken 8,9 1455 444 95 0,06141 –
0,138
0,0044 –
0,00692
10. Cadmi 8,6 321 230 93 0,0 760 0,0042
11. Platin 21,4 1770 134 71 0,0866 – 0,00247 –
24
0,116 0,00398
12. Thiếc 7,3 232 226 65 0,113 –
0,143
0,00420 –
0,00465
13. Chì 11,4 327 130 35 0,205 –
0,222
0,0038 –

0,00428
14. Thủy
ngân
13,6 – 39 138 10 0,952 –
0,959
0,0009 –
0,00099
15. Titan 4,5 1725 577 15 0,420 0,0044
16. Coban 8,7 1492 435 79 0,062 0,0060
17. Tantan 16,6 2977 142 54 0,135 0,0038
18. Palađi 12 1555 213 75 0,1100 0,0038
b, Tính chất hoá học:
Tính chất hoá học là biểu thị khả năng của kim loại và hợp kim chịu tác dụng hoá
học của môi trường có hoạt tính khác nhau và được biểu thị ở hai dạng chủ yếu:
Tính chống ăn mòn: là khả năng chống lại sự ăn mòn của hơi nước hay ôxi của
không khí ở nhiệt độ thường hoặc nhiệt độ cao.
Tính chịu axít: là khả năng chống lại tác dụng của các môi trường axít.
c, Tính chất cơ học:
Tính chất cơ học của kim loại hay còn gọi là cơ tính là khả năng chống lại tác dụng
bên ngoài lên kim loại. Cơ tính của kim loại bao gồm: độ đàn hồi, độ bền, độ dẻo, độ
cứng, độ dai va chạm và độ mỏi.
d, Tính công nghệ:
Tính công nghệ là khả năng kim loại có thể thực hiện được các phương pháp công
nghệ để sản xuất các sản phẩm. Tính công nghệ bao gồm: tính cắt gọt, tính hàn, tính đúc,
tính nhiệt luyện.
Tính cắt gọt: là khả năng của kim loại gia công cắt gọt dễ hay khó, được xác định
bằng tốc độ cắt, lực cắt và độ bóng bề mặt của kim loại sau khi cắt gọt.
Tính hn: là khả năng tạo thành sự liên kết khi nung nóng cục bộ chổ nối đến
trạng thái chảy hoặc dẻo
Tính rèn: là khả năng biến dạng vĩnh cửu của kim loại khi chịu lực tác dụng lực từ

bên ngoài để tạo thành hình dạng của chi tiết máy, mà không bị phá hỏng.
Tính đúc: được xác định bởi độ chảy loảng của kim loại khi nấu chảy để đổ đầy
vào khuôn đúc, độ co và tính thiên tích (tính thiên tích là độ không đồng nhất về thành
phần hoá học trong từng phần của vật đúc và trong nội bộ các hạt của kim loại hay hợp
kim).
Tính nhiệt luyện: là khả năng làm thay đổi độ cứng, độ dẻo, độ bền của kim loại
bằng cách nung nóng kim loại tới nhiệt độ nhất định, giữ ở nhiệt độ đó một thời gian rồi
sau đó làm nguội theo một chế độ nhất định.
Sau khi nhiệt luyện, mức độ thay đổi của các kim loại cũng khác nhau, có kim loại
thay đổi nhiều, có kim loại thay đổi ít và có kim loại hầu như không thay đổi.
Tính kéo giãn: là tính chất của vật liệu có thể gia công được thành sợi. Yêu cầu
vật liệu phải có cấu trúc dính chắc và phải có độ dẻo dai cao. Đây là một tính chất quan
trọng trong công nghệ chế tại dây dẫn điện.
e, Tính gi hóa của kim loại:
25
động của điện trường còn phảI chịu ảnh hưởng tác động của phụ tải cơ học nhất định. Vì vậy khichọn vật liệu cách điện cần phải xem xét tới độ bền cơ của những vật liệu và năng lực chịuđựng củ chúng mà không bị biến dạng. a ) Độ bền chịu kéo, chịu nén và uốn. Các dạng đơn thuần nhất của phụ tảI tĩnh cơ học : nén, kéo và uốn được nghiên cứutrên cơ sở quy luật cơ bản ở giáo trình sức bền vật liệu. Trị số của độ bền chịu kéo ( σ ), chịu nén ( σ ), và uốn ( σ ), được đo bằng kG / cmhoặc trong hệ SI bằng N / m, ( 1 N / m10-5kG / cm ). Các vật liệu cấu trúc không đẳng hướng ( vật liệu có nhiều lớp, sợi v.v cóđộ bền cơ học nhờ vào vào phương công dụng của tải trọng theo những hướng không giankhác nhau thì có độ bền khác nhau. Đối với những vật liệu như : thủy tinh, sứ, chất dẻo v.v độ bền uốn có trị số bé. Ví dụ : thủy tinh, thạch anh có độ bền chịu nén σ = 20.000 kG / cm, còn khi kéo đứt thì chưa đến 500 kG / cm, chính thế cho nên người ta sử dụng nó ở vịtrí đỡ. Ngoài ra độ bền cơ nhờ vào diện tích quy hoạnh tiết diện ngang và nhiệt độ, khi nhiệt độtăng thì độ bền giảm. b ) Tính giòn : Nhiều vật liệu giòn tức là trong khi có độ bền tương đối cao so với phụ tải tĩnh thì lạidễ bị tàn phá bởi lực tác động ảnh hưởng giật mình đặt vào. Để nhìn nhận năng lực của vật liệu chốnglại tác động ảnh hưởng của phụ tảI động người ta xác lập ứng suất dai va đập. Polietylen có ứng suất dai va dập rất cao σvđ > 100 kG. cm / cm, còn với vật liệu gốm vàmicalếch chỉ khoảng chừng ( 2 ÷ 5 ) kG. cm / cm. Việc kiểm tra độ giòn và độ dai va đập rất quantrọng so với vật liệu cách điện trong trang bị điện của máy bay. c ) Độ cứng : Độ cứng vật liệu là năng lực của mặt phẳng vật liệu chống lại biến dạng gây nên bởi lựcnén truyền từ vật có size nhỏ vào nó. Độ cứng được xác lập theo nhiều phươngpháp khác nhau : Theo thang khoáng vật hay là thang thập phân quy ước của độ cứng. Nếu ta quy ướchoạt thạch là một đơn vị chức năng thì thạch cao có độ cứng là 1,4 ; apatit là 44, thạch anh là1500 ; hoàng ngọc ( topa ) là 5500 ; kim cương là 5.000.000. d ) Độ nhớt : Đối với vật liệu cách điện thể lỏng hoặc nửa lỏng như dầu, sơn, hỗn hợp tráng, tẩm, dầu biến áp v.v thì độ nhớt là một đặc tính cơ học quan trọng. Có ba khái niệm độ nhớtcủa chất lỏng như sau : – Độ nhớt động lực học ( η ) hay còn gọi là thông số ma sát bên trong của chất lỏng – Độ nhớt động học ( v ) bằng tỉ số độ nhớt động lực học của chất lỏng và tỷ lệ củanó : = v ( 1.1 ) Trong đó : + ρ là tỷ lệ của chất lỏng + η là độ nhớt động lực học của chất lỏng. – Độ nhớt tương đối theo Angle : đây là độ nhớt đo bằng tỉ số giữa thời hạn chảy từnhớt kế Angle của 200 ml chất lỏng ( ở nhiệt độ thí nghiệm cho trước ) 1.2.3. Độ bền nhiệtKhả năng của vật liệu cách điện và những cụ thể chịu đựng không bị hủy hoại trongthời gian ngắn cũng như lâu dài hơn dưới tác động ảnh hưởng của nhiệt độ cao và sự biến hóa đột ngộtcủa nhiệt độ gọi là độ bền nhiệt của vật liệu cách điện. Độ bền nhiệt của vật liệu cách điện vô cơ thường được xác lập theo điểm bắt đầubiến đổi đặc thù điện. Ví dụ như : tgδ tăng rõ ràng hay điện trở suất giảm. Đại lượng độbền nhiệt được nhìn nhận bằng trị số nhiệt độ ( đo bằngC ) Open sự biến hóa đặc thù. Độ bền nhiệt của vật liệu cách điện hữu cơ thường được xác lập theo điểm bắt đầubiến dạng cơ học kéo hoặc uốn. Đối với những điện môi khác hoàn toàn có thể xác lập độ bền nhiệttheo những đặc tính điện. Nâng cao nhiệt độ thao tác của cách điện có ý nghĩa rất quan trọng. Trong những nhàmáy điện và thiết bị điện việc nâng cao nhiệt độ được cho phép ta sẽ nhận được hiệu suất caohơn khi kích cỡ không đổi, hoặc giữ nguyên hiệu suất thì hoàn toàn có thể giảm size, khối lượng và giá tiền của thiết bị Theo pháp luật của IEC ( hội kỹ thuật điện quốc tế ) những vật liệu cách điện được phân theo những cấp chịu nhiệt sau đây : ( Bảng 1.1 ) BẢNG 1.1 : PHÂN CẤP VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN THEO ĐỘ BỀN NHIỆTKý hiệu cấp chịu Nhiệt độ thao tác lớn Ký hiệu cấp Nhiệt độ thao tác lớnnhiệt nhất được cho phép ( C ) chịu nhiệt nhất được cho phép ( C ) Y 90 P 155A 105 H 180E 120 C > 180B 130 * Các vật liệu cách điện tương ứng với những cấp chịu nhiệt được cho trong bảng 1.2. BẢNG 1.2 : CÁC CẤP CHỊU NHIỆT CỦA VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆNCấp cáchđiệnNhiệt độ chophép ( C ) Các vật liệu cách điện chủ yếuY 90 Giấy, vải sợi, lụa, phíp, cao su đặc, gỗ và những vật liệu tơng tự, không tẩm và ngâm trong vật liệu cách điện lỏng. Các loạinhựa như : nhựa polietilen, nhựa polistirol, vinyl clorua, anilinA 105 Giấy, vải sợi, lụa được ngâm hay tẩm dầu biến áp. Cao sunhân tạo, nhựa polieste, những loại sơn cách điện có dầu làm khô, axetyl, tấm gỗ dán, êmây gốc sơn nhựa dầu. E 120 Nhựa tráng polivinylphocman, poliamit, eboxi. Giấy ép hoặcvải có tẩm nha phenolfocmandehit ( gọi chung là bakelit giấy ). Nhựa melaminfocmandehit có chất độn xenlulo, têctôlit. Vảicó tẩm poliamit. Nhựa poliamit, nhựa phênol – phurol có độnxenlulo, nhựa êboxi. B 130 Nhựa polieste, amiăng, mica, thủy tinh có chất độn. Sơn cáchđiện có dầu làm khô, dùng ở cá bộ phận không tiếp xúc vớikhông khí. Sơn cách điện alkit, sơn cách điện từ nhựa phênol. Các loại mẫu sản phẩm mica ( micanit, mica màng mỏng dính ). Nhựaphênol-phurol có chất độn khoáng. Nhựa eboxi, sợi thủy tinh, nhựa melamin focmandehit, amiăng, mica, hoặc thủy tinh cóchất độn. F 155 Sợi amiăng, sợi thủy tinh không có chất kết dính. Bao gồmmicanit, êpoxi poliête chịu nhiệt, silíc hữu cơ. H 180 Xilicon, sợi thủy tinh, mica có chất kết dính, nhựa silíc hữu cơcó độ bền nhiệt đặc biệt quan trọng cao. C Trên 180 Gồm những vật liệu cách điện vô cơ thuần túy, trọn vẹn khôngcó thành phần kết dính hay tẩm. Chất vật liệu cách điện oxitnhôm và florua nhôm. Micanit không có chất kết dính, thủytinh, sứ. Politetraflotilen, polimonoclortrifloetilen, ximăngamiăng v.v + Sự giản nở nhiệt : Sự giản nở nhiệt của vật liệu cách điện cũng như những vật liệukhác cũng thường được chăm sóc khi sử dụng vật liệu cách điện. BẢNG 1.3 : HỆ SỐ GIÃN NỞ DÀI THEO NHIỆT ĐỘTên vật liệu. 10 ( độ-1Ghi chú – Thủy tinh 0,55 Chất vô cơ – Sứ cao tần 4,5 – Steatit 7 – Phênolfoocmalđêhit và những chất dẻo có độnkhác. 25 ÷ 70C hất hữu cơ – Tấm chất dẻo clorua polivinyl 70 – Polistirol60 ÷ 80 – Polietilen 100C ác điện môi vô cơ có thông số giản nở dài theo nhiệt độ bé nên những chi tiết chế tạo từvật liệu vô cơ có size không thay đổi khi nhiệt độ biến hóa. Ngược lại, ở những vật liệu cáchđiện hữu cơ thông số giản nở dài có trị số lớn gấp hàng trăm lần so với vật liệu cách điện vôcơ. Khi sử dụng trong điều kiện kèm theo nhiệt độ biến hóa cần chú ý quan tâm đến đặc thù này của vật liệuđể tránh trường hợp xấu xẩy ra. 1.2.4. Tính chất hóa học của vật liệu cách điện. Chúng ta phải nghiên cứu và điều tra đặc thù hóa học của vật liệu cách điện vì : – Độ đáng tin cậy của vật liệu cách điện cần phải bảo vệ khi thao tác lâu dài hơn : nghĩa làkhông bị phân hủy để giải thoát ra những loại sản phẩm phụ và không ăn mòn sắt kẽm kim loại tiếp xúcvới nó, không phản ứng với những chất khác ( khí, nước, axit, kiềm, dung dịch muối v.v ). Độ bền so với ảnh hưởng tác động của những vật liệu cách điện khác nhau thì khác nhau. – Khi sản xuất những chi tiết cụ thể hoàn toàn có thể gia công vật liệu bằng những phương pháp hóa côngkhác nhau : dính được, hòa tan trong dung dịch tạo thành sơn. Độ hòa tan của vật liệu rắn hoàn toàn có thể nhìn nhận bằng khối lượng vật liệu chuyển sangdung dịch trong một đơn vị chức năng thời hạn từ một đơn vị chức năng thời hạn tiếp xúc giữa vật liệu vớidung môi. Độ hòa tan nhất là những chất có thực chất hóa học gắn với dung môi và chứa cácnhóm nguyên tử giống nhau trong phân tử. Các chất lưỡng cực dễ hòa tan hơn trong chấtlỏng lưỡng cực, những chất trung tính dễ hòa tan trong chất trung tính. Các chất cao phân tửcó cấu trúc mạch thẳng dễ hòa tan hơn so với cấu trúc trung gian. Khi tăng nhiệt độ thì độhòa tan tăng. 1.2.5. Hiện tượng đánh thủng điện môi. Trong điều kiện kèm theo thông thường, vật liệu cách điện có điện trở rất lớn nên nó làm cáchly những phần mang điện với nhau. Nhưng nếu những vật liệu này đặt vào môi trường tự nhiên có điệnáp cao thì những mối link bên trong của vật liệu sẽ bị tàn phá làm nó mất tính cách điệnđi. Khi đó, người ta nói vật liệu cách điện đã bị đánh thủng. Giá trị điện áp đánh thủng ( Uđt ) được tính : ( 1.2 ) Trong đó : – Ebđ : độ bền cách điện của vật liệu ( kV / mm ). – d : độ dày của tấm vật liệu cách điện ( mm ) – Uđt : điện áp đánh thủng ( kV ). 1.2.6. Độ bền cách điện. Giới hạn điện áp được cho phép mà vật liệu cách điện còn thao tác được, được gọi là độbền cách điện của vật liệu. Độ bền cách điện của vật liệu phụ thuộc vào vào thực chất của vật liệu. Giá trị độ bềncách điện của một sô vật liệu được cho trong bảng sau : ( bảng 1.4 ). BẢNG 1.4 : ĐỘ BỀN CÁCH ĐIỆN CỦA MỘT SỐ VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN.đt = Ebđ. dVật liệu Độ bền cách điện Ebđ [ kV / mm ] Giới hạn điện áp antoàn εKhông khíGiấy tẩm dầuCao suNhựa PVCThuỷ tinhMicaDầu máy biến ápSứCáctông10 ÷ 2515 ÷ 2032,510 ÷ 1550 ÷ 1005 ÷ 1815 ÷ 208 ÷ 123,63 ÷ 63,126 ÷ 105,42 ÷ 2,55,53 ÷ 3,5 Như vậy để vật liệu thao tác bảo đảm an toàn mà không bị đánh thủng thì điện áp đặt vào vậtphải bé hơn Uđt một số ít lần tùy vào những vật liệu khác nhau. Tỉ số giữa điện áp đánh thủng và điện áp được cho phép vật liệu còn thao tác gọi là hệ sốan toàn ( ). ( 1.3 ) Với : – Uđt : điện áp đánh thủng ( kV ). – Ucp : điện áp được cho phép vật liệu thao tác [ kV ] – ε : số lượng giới hạn an to  n, phụ thuộc vào v  o thực chất vật liệu. 1.2. CHẤT CÁCH ĐIỆN THỂ KHÍVật liệu cách điện thể khí thứ nhất phải nói tới không khí. Không khí được sử dụngrộng rãi để làm cách điện hầu hết là những đường dây tải điện trên không, cách điện của cácthiết bị điện thao tác trong không khí, hoặc phối hợp với những chất cách điện rắn, lỏngkhác. Đối với cách điện của máy điện, cáp điện, máy biến áp, tụ điện … nếu quy trình tẩmkhông cẩn trọng thì sẽ có bọt khí bên trong. Những bọt khí này sẽ làm giảm chất lượngcách điện vì khi cách điện thao tác dưới điện áp cao hay điện trường lớn thì những bọt khísẽ phát thành ổ phát sinh vầng quang, phát sinh ra nhiệt. Cùng một điều kiện kèm theo như nhau ( áp suất, nhiệt độ, nhiệt độ, dạng cực, khoảng cách … ) những chất khí khác nhau sẽ có cường độ điện trường khác nhau. Nếu lấy không khí làmđơn vị tính thì ta có bảng sau : Các đặc tínhtương đốiKhông khí NitơCácbonicCOHydroTỉ trọng 1 0,97 1,52 0,07 Nhiệt dẫn suất 1 1,08 0,64 6,69 Tỉ nhiệt 1 1,05 0,85 14,35 Hệ số toả nhiệt từ vậtrắn sang khí1 1,03 1,13 1,61 cpdtĐộ bền điện 1 1,00 0,9 0,60 Ta thấy từ bảng số liệu những chất khí so với không khí thì cường độ cách điện đềukém hơn. Song đôi lúc nitơ được dùng thay cho không khí để lấp đầy những tụ điện khí haycác thiết bị khác, vì nó có đặc tính gần giống không khí, đồng thời không chứa oxi là chấtcó thể gây ra ôxi hoá những vật liệu khi tiếp xúc với nó. Hiện nay có một số ít chất khí đa phần là những hợp chất halogen ( flo, clo … ) có khốilượng phân tử và tỉ trọng cao, nguồn năng lượng iôn hoá lớn, có cách điện lớn hơn hẳn so vớikhông khí. Trong kỹ thuật điện thì khí Hlà khí nhẹ có đặc tính truyền dẫn nhiệt tốt nên đượclàm mát cho máy thay cho không khí trong những máy điện hiệu suất lớn, làm giảm tổn thấtdo ma sát của roto với những chất khí và do quạt gió gây ra. Khi dùng Hsẽ làm chậm hoágià những chất cách điện hữu cơ trong dây quấn và loại trừ năng lực hoả hoạn trong trườnghợp ngắn mạch ở bên trong máy điện và cải tổ điều kiện kèm theo thao tác của chổi than. Làmmát bằng hyđro sẽ được cho phép tăng hiệu suất và hiệu suất thao tác của máy điện, người tachế tạo những máy phát nhiệt điện và những máy bù đồng nhất hiệu suất lớn làm mát bằng khíhyđro. Nhưng khí hyđro dễ tích hợp với oxy theo tỉ lệ nhất định tạo thành hợp chất dễ nổ. Do đó, để tránh xa nguy hại do không khí lọt vào cần phải duy trì áp suất trong maycao hơn áp suất khí quyển hoặc không để hyđro tiếp xúc với khí ( khí hyđro thao tác theochu trình kín ). Hiện nay người ta còn dùng những khí trơ như argon, nêon … cũng như hơi thuỷ ngânđể làm những dụng cụ chân không và bóng đèn. Khí trơ có độ bền điện thấp. Hê li là chấtkhí có độ bền điện thấp nhất, nó nhỏ hơn 17 lần đồ bền điện so với không khí. 1.3. CHẤT CÁCH ĐIỆN THỂ LỎNG ( dầu máy biến áp ) 1.3.1. Dầu máy biến ápTrong số những vật liệu thể lỏng thì dầu biến áp được sử dụng thoáng rộng nhất vào trongkỹ thuật điện. Nó có hai công dụng chính : Một là, dầu lấp đầy những lỗ xốp trong vật liệu cách điện gốc sợi và khoảng trống giữadây dẫn của cuộn dây, giữa cuộn dây với vỏ máy biến áp, làm trách nhiệm cách điện vàtăng độ bền cách điện của lớp cách điện lên rất nhiều. Hai là, dầu có trách nhiệm làm mát, tăng cường sự thoát nhiệt do tổn hao công suấttrong dây quấn và lõi thép máy biến áp sinh ra. Một nghành nghề dịch vụ khác nữa cũng được sử dụng dầu máy biến áp là làm cách điện và dậptắt hồ quang điện giữa những đầu cực trong máy cắt dầu điện áp cao, dầu biến áp tạo điềukiện làm nguội dòng hồ quang và nhanh gọn dập dòng hồ quang. Người ta dùng dầumáy biến áp làm cách điện và làm mát trong 1 số ít điện kháng, biến trở và những thiết bịkhác. Đặc tính quan trọng của dầu máy biến áp là độ bền điện. Chỉ cần 1 lượng nhỏ nướclẩn vào sẽ làm giảm đi rất nhiều. Do đó để làm sạch thì phải lọc dầu qua máy lọc nén, lọcdầu bằng chiêu thức ly tâm … Tốc độ hoá già của dầu tăng lên trong trường hợp sau : Khi có không khí lọt vào, chính do hiện tượng hoá già dầu gắn liền với hiện tượng kỳ lạ ôxihoá dầu bằng ôxi của không khí. Đặc biệt sự hoá già nhanh khi tiếp xúc với ozon. Khi nhiệt độ thao tác tăng. Khi có sự tiếp xúc giữa dầu với 1 số ít sắt kẽm kim loại ( đồng, sắt, chì … ) và những chất kháclà chất xúc tác của hiện tượng hoá già. Khi có tính năng của ánh sáng. Khi có tính năng của cường độn điện trường cao. Nếu không tách được những phần này ra thì hiện tượng hoá già sẽ nhanh hơn. Đểtách người ta dùng 1 số ít chất hấp phụ, những chất này không những hút nước mà còn hútcả những chất cực tính. Hoặc lắp ráp bộ lọc xiphông nhiệt, bộ lọc thao tác nhờ đối lưudầu, nhờ vậy ta lọc được tạp chất và chất hấp phụ. 1.3.2. Dầu tụ điệnDầu tụ điện dùng để tẩm tụ điện giấy nhất là tụ điện động lực dùng để bù công suấtcho mạng lưới hệ thống điện. Khi cách điện bằng giấy của tụ điện được tẩm dầu thì điện trở cáchđiện cũng như độ bền của nó tăng lên. Do đó, làm giảm được size, khối lượng vàgiá thành. Do cũng được điều chế từ dầu mỏ nên nó cũng có đặc tính giống như dầu máy biếnáp. 1.3.3. Dầu cáp điệnDầu cáp điện được dùng trong việc sản xuất cáp điện lực để tẩm giấy cách điện củacáp làm cho độ bền cách điện của nó tăng lên. Dầu cách điện cũng được dùng trong cáccáp điện áp cao 110, 220 kV. Dầu cáp điện có nhiều loại khác nhau. Để tẩm cáp điện có chứa dầu loại vỏ chì hoặc nhôm thao tác ở điện áp rất cao110kV và cao hơn, người ta dùng dầu nhớt được tẩy sạch và nhất là giải phóng hết cácloại khí đã hoà tan vào dầu. Nhờ có thiết bị bổ trợ đặc biệt quan trọng nên trong thời hạn vận hànháp suất của dầu trong cáp phải được duy trì ở mức độ nhất định ( 1-3 at ), do đó loại trừđược năng lực hình thành bọt khí trong dầu. 1.3.4. Điện môi lỏng tổng hợpTrong thời hạn gần đây người ta đã điều chế ra được nhiều vật liệu cách điện lỏngtổng hợp có một vài đặc thù tốt hơn dầu mỏ cách điện. Sau đay là 1 số ít vật liệu điểnhình : 1.3.4. 1. Hyđro những bon hoá : nhận được từ hydro những bon khác nhau bằng cách cho những nguyên tử clo thay thếcác nguyên tử hyđro trong một số ít phân tử của chúng ( hoặc hàng loạt ). Sản phẩm của sựclo hoá được sử dụng thoáng rộng nhất, phân tử của nó C1210 ( H-C ) gồm có 2 gốcfênyl. Những đifênyl được clo hoá gồm có gốc chung C1210-Cllà những phân tử cựctính. 1.3.4. 2. Silíc hữu cơ v  flo hữu cơ : Những chất lỏng silíc hữu cơ có tổn hao điện môi rất nhỏ, độ hút ẩm thấp và độbền nhiệt cao. Chất lỏng silíc hữu cơ dùng để tẩm và làm cách điện tụ điện cùng những thiếtbị khác làm trong khoảng chừng nhiệt độ từ âm 60C đến + 100C, đó là hổn hợp polietilxilôxancó cấu trúc mạch thẳng : ( C-Si-O – ( ( – C-Si-O – ) – Si – ( Cvà cấu trúc mạch vòng ( ( C-Si-O – ) với trị số n = 7 hoặc 8. Chất lỏng flo hữu cơ có nhiều loại dùng trong thực tiễn, chúng có tổn hao điện môirất nhỏ, độ hút ẩm nhỏ không đáng kể và độ bền nhiệt cao. Một số chất lỏng thao tác ởnhiệt độ 200C và cao hơn. Nó có ưu điểm là trọn vẹn không cháy và có độ bền chịu hồquang cao, nhưng nó rất đắc tiền. 3.1. Khái niệm3. 2. Đặc tính của dầu máy biến áp v  khoanh vùng phạm vi ứng dụngTrong số những vật liệu cách điện thể lỏng thì dầu biến áp được ứng dụng nhiều nhấtvào kỹ thuật điện. Dầu máy biến áp có hai tính năng chính : – Lấp đầy những lổ xốp trong vật liệu cách điện gốc sợi và khoảng trống giữa cácdây dẫn của cuộn dây, giữa cuộn dây và vỏ máy biến áp làm trách nhiệm cách điện và tăngđộ bền cách điện của lớp cách điện lên rất nhiều. – Dầu máy biến áp có trách nhiệm làm mát, tăng cường sự thoát nhiệt do tổn haocông suất trong dây quấn và lỏi thép của máy biến áp sinh ra, đồng thời một ứng dụngquan trọng khác của dầu máy biến áp là sử dụng làm cách điện và dập tắt hồ quang điệngiữa những đầu cực trong những máy cắt dầu, điện áp cao, dầu máy biến áp tạo điều kiện kèm theo làmnguội dòng hồ quang và nhanh gọn dập tắt hồ quang. Người ta còn dùng dầu máy biếnáp làm cách điện và làm mát trong 1 số ít kháng điện, biến trở và những thiết bị điện khác. Dầu biến áp có nhứng ưu điểm yếu kém sau : + Ưu điểm : – Có độ bền cách điện cao, trường hợp dầu chất lượng cao hoàn toàn có thể đạt tới 160 kV / cm ( trị số hiệu dụng ). – Hằng số điện môi ε = 2,2 ÷ 2,3, tương tự 50% chất cách điện thể rắn. – Sau khi bị đánh thủng, năng lực cách điện của dầu phục sinh trở lại mặc dầu saunhiều lần bị đánh thủng một phần dầu bị cháy hoặc bị phân hủy về mặt hóa học. – Có thể xâm nhập vào những khe rãnh hẹp, vừa cách điện vừa có tính năng làm máttrong rường hợp có dòng chảy mạnh. – Có thể sử dụng làm thiên nhiên và môi trường dập tắt hồ quang điện. – Điện trở suất lớn : ( 1014 ÷ 1015 ) Ω. cm, – Nhiệt độ thao tác ở chế độ dàI hạnlà ( 90 ÷ 95 ) C dầu không bị hóa già nhiều. + Nhược điểm – Các tính năng điện của dầu máy biến áp biến hóa lớn nếu dầu bị bẩn, và nhạy cảmvới nhiệt độ vì lớp dầu ở trên mặt có đặc thù hút ẩm. – Ở nhiệt độ cao nhưng còn trong số lượng giới hạn cho phép dầu có những biến hóa về hóahọc, sự đổi khác này có hại và tạo bọt trong dầu làm giảm độ nhớt và giảm tính cách điệncủa dầu. – Dễ cháy, khi cháy thì phát sinh khói đen, hơI dầu bốc lên hòa lẫn với không khítạo thành hỗn hợp nổ. – Tốc độ hóa già tăng lên khi có không khí lọt vào, nhiệt độ thao tác tăng, khi có tácdụng của ánh sáng và khi có công dụng của cường độ điện trường cao. BẢNG 1.5 : TIÊU CHUẨN ĐỘ BỀN ĐIỆN CỦA DẦU BIẾN ÁPĐối với thiết bị cóđiện áp thao tác, kVĐiện áp phóng điện của dầu kV / 2.5 mm, không nhỏ hơnĐối với dầu mới Đối với dầu đã vận hành6 và thấp hơn. 25 2035 30 25110 và 220. 40 35330 và cao hơn. 50 454. Chất cách điện hữu cơ4. 1 Khái niệmTừ rất lâu rồi con người đã biết sử dụng vật liệu hữu cơ tự nhiên như gỗ, tre, da, sợithực vật v.v. để ship hàng đời sống hoạt động và sinh hoạt hàng ngày. Với sự tăng trưởng của khoa họcvà công nghệ tiên tiến, ngày này vật liệu hữu cơ mới – vật liệu polyme đã được đưa vào sử dụngđể sản xuất những loại sản phẩm lan rộng ra hoạt động giải trí của con người. Polyme còn được gọi hợp chất hữu cơ cao phân tử là những chất có khối lượngphân tử lớn ( không nhỏ hơn 104 phân tử ), ở đó những phân tử gồm những nhóm nguyên tử nhưnhau gọi là mắt xích hay là me. Mỗi mạch là một phân tử đã bị đổi khác của chất thấpchất phân tử bắt đầu – những monome. Khi điều chế polyme những phân tử monome nối lạivới nhau và tạo thành những phân tử dài hay là những cao phân tử mà trong đó những nguyên tửđược nối lại bằng link đồng hóa trị. 10C ác cao phân tử trong chất polyme không được sắp xếp sít chặt, và thước đo mậtđộ xếp chặt được gọi là thể tích tự do, nghĩa là sự chênh lệch giữa thể tích riêng thực củachất và thể tích riêng triết lý khi xếp chặt nhất. Khi nung nóng thể tích tự do tăng. Tùy theo thể tích tự do mà chất polyme hoàn toàn có thể sống sót ở một trong những trạng thái vật lý làdạng thủy tinh, đàn hồi cao, và chảy nhớt. Việc chuyển từ trạng thái này sang trạng tháikhác xảy ra không có tỏa nhiệt hay thu nhiệt. Nhiệt độ chuyển biến được gọi là nhiệt độthủy tinh hóa Ttt và nhiệt độ chảy tch. 10.2 Phân loại. Có nhiều cách phân loại polyme, sau đây là những cách phân loại thông dụngnhất. Theo nguồn gốc hình thành người ta chia polyme làm hai loại làpolyme thiên nhiênvà polyme tổng hợp. − Polyme vạn vật thiên nhiên có nguồn gốc thực vật hoặc động vật hoang dã như xenlulô, cao su đặc tự nhiên, protein, enzym v.v. − Polyme tổng hợp được sản xuất từ những loại monome bằng những sảnứng trùng hợp, trùng ngưng như những loại polyolefin, polyvinylclorit, nhựahenolfoamadehyt, polyamit, v.v Theo cấu trúc người ta phân biệt plyme thẳng, polyme mạch nhánh, polyme mạnglưới và polyme khoảng trống. Tùy theo đặc thù link giữa những phân tử thẳng ( hay theo tính chịu nhiệt ) ngườita chia những polyme thành polyme nhiệt dẻo và polyme nhiệt rắn. Theo nghành ứng dụng, vật liệu polyme được chia ra những loại chất dẻo, nylon, sợi, cao su đặc, sơn và keo v.v. 4.2 TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU HỮU CƠ. 4.2.1 Cơ tính của vật liệu hữu cơ. Tính chất cơ học của vật liệu polyme cũng được đặc trưng bởi một vài thông sốvẫn dùng cho vật liệu sắt kẽm kim loại như số lượng giới hạn đàn hồi, môdun đàn hồi, số lượng giới hạn bean kéo, độ dai va đập và độ bền mỏi v.v. Ða số đặc thù cơ lý của polyme rất nhạy với tốc độbiến dạng, nhiệt độ, thực chất hóa học của môi trường tự nhiên như sự xuất hiện của ô xy, nước, dung môi hữu cơ v.v. Trong những polyme tinh thể, kích cỡ và hình dáng tinh thể nhờ vào vào điều kiện kèm theo kếttinh đơn cử, còn đặc thù cơ học được quyết định hành động bởi cấu trúc polyme thu được. Giới hạn đàn hồi, môdun đàn hồi, số lượng giới hạn bền kéo. ¬ Vật liệu polyme có ba dạng đặc trưng khi biến dạng dưới công dụng của lực nhưtrình bày trong hình vẽ 10.1 Hình vẽ 10.1 Ðường cong biến dạng của vật liệu polymegiòn ( đường A ) và dẻo ( đườngB ) và đàn hồi cao ( Ðường C ). Ðường A là đường cong biến dạng của polyme giòn, nó bị đứt ngay khi có biếndạng đàn hồi. Ðường B với polyme dẻo, biến dạng tựa như như của đa phần vật liệu kimloại, nghĩa là tiên phong là biến dạng đàn hồi, tiếp theo là chảy và sau đó là biến dạng deorồi hủy hoại. Ðường C là biến dạng trọn vẹn đàn hồi ( hay biến dạng phục sinh ở ứng suấtthấp ) của polyme có độ đàn hồi cao như của cao su đặc và chúng có tên chung là elastome. Mođun đàn hồi rất khác nhau ở vật liệu polyme. Chẳng hạn những polyme đàn hồicao hoàn toàn có thể rất nhỏ chỉ bằng 7 MPa nhưng polyme rất cứng hoàn toàn có thể là 4.10 3 MPa. Modunđàn hồi của vật liệu sắt kẽm kim loại lớn hơn nhiều và giao động trong khoảng chừng từ 48.103 đến410. 103 MPa. Giới hạn bền kéo của polyme vào khoảng chừng 10 MPa, còn của những kim loại tổng hợp có thể11đến 4.100 MPa nên vật liệu sắt kẽm kim loại ít khi giãn dài hơn 100 %, trong khi đó những polymeđàn hồi cao hoàn toàn có thể giãn dài tới 1.000 %. 5. Sơn v  êmay cách điện5. 1. sơn cách điệnTrong kỹ thuật cách điện, sơn và những hợp chất cách điện có tầm quan trọng rất lớn, chúng ở dạng lỏng và quy trình sản xuất cách điện nhưng sau đó đông rắn lại, khi dùng thìở trạng thái rắn. Vì vậy sơn và hợp chất cách điện được xếp vào loại vật liệu cách điệnrắn. Các loại sơn : Sơn : là những dung dịch keo của nhựa, dầu khô và những chất tương tự như. Các chất nàyđược gọi là nền sơn và hoà tan trong dung dịch dung môi, dễ bay hơi … khi sấy khô dungmôi bay hơi hết, còn nền sơn sẽ chuyển thành trạng thái rắn và tạo thành màn sơn. Sơn tẩm : dùng để tẩm những chất cách điện xốp và đặc biệt quan trọng là chất cấch điện dạng xơ ( giấy, bìa, sợi, vải, cách điện của dây quấn máy điện ). Sơn phủ : dùng để tạo ra trên mặt phẳng của vật liệu một lớp màn nhẵn bóng, chịu ẩm vàcó độ bền cơ học. Người ta dùng sơn phủ để quét lên chất cách điện rắn xốp đã được tẩmsơ bộ nhằm mục đích cải tổ đặc tính cách điện ( làm tăng điện áp phóng điện, điện trở bề mặtngoài … cũng như làm đẹp mẫu sản phẩm ). Có 1 số ít loại sơn phủ ( emay ) không dùng để quétlên chất cách điện rắn mà để quét trực tiếp lên sắt kẽm kim loại ( cách điện emay, lá tôn silíc củamáy điện và thiết bị điện. Men màu : cũng được xem như sơn phủ, nhưng chúng có thêm những thành phần sắc tố. Có những loại sơn : sơn bakêlit, sơn gliptan, sơn silic hữu cơ, sơn policlovinyl, sơn polistirol, sơn cánh kiến, sơn xenlulo, sơn dầu, sơn dầu nhựa … Hợp chất cách điện : Có hai loại : dùng để tẩm và dùng để ngâmHợp chất tẩm ( chất tẩm cáp ) dùng để tẩm cách điện giấy cáp được sản xuất từ dầumỏ thường cho thêm dầu thông hoặc nhựa gốc tổng hợp vào để tăng độ nhớt. Hợp chất rót ( chất rót vào cáp ) dùng để rót vào những hộp nối, những hộp phân nhánh và phầnđầu cáp. Nhằm để tránh ẩm, tăng điện áp đánh thủng … 126. Vật liệu cách điện dạng xơVật liệu sơ là những vật liệu mà hàng loạt hoặc hầu hết được cấu trúc bằng những phầntử nhỏ và dài. Các vật liệu sơ có ưu điểm là rẻ tiền, độ bền cơ học, độ dẻo khá cao, sảnxuất thuận tiện. Nhược điểm là : độ bền điện không cao, hút ẩm mạnh, truyền nhiệt kém. Phần lớn những vật liệu sơ được tạo ra từ xơ hưu cơ, một số ít ít được tạo ra từ xơ vôcơ ( sợi thủy tinh, amiang ). Các xơ hữu cơ gồm có : xơ có nguồn gốc thực vật ( bông, gỗ, giấy ), nguồn gốc thực vật ( tơ, len ), những xơ tự tạo và xơ tổng hợp. 6.1. Giấy v  cáctông. Là những vật liệu hình tấm hoặc quấn lại bằng cuộn có cấu trúc xơ ngắn, thànhphần đa phần là xenlulô được dùng phổ cập làm cách điện trong máy điện, máy biến áp, khí cụ điện, giấy và cáctông được sản xuất từ vật liệu sợi hữu cơ như gỗ, bông vải, tơlụa Vật liệu vô cơ như : amiăng, thuỷ tinh. Một số giấy có tác dụng lớn so với kỹ thuật điện đó là : a ) Giấy cáp : Được dùng làm cách điện của cáp điện lực, có những ký hiệu sau : K – 080 ; K – 120 ; K – 170 ; KM – 120 ; KB – 030 ; KB – 045 ; KB – 080 ; KB – 120 ; KBY – 015 KBY – 120 ; KBM – 080 KBM – 240. Trong ký hiệu : K thuộc về cáp ; M : nhiều lớp. B : điện áp cao. Y : được ép chặt. Còn những số lượng là định mức chiều dàyVì chất cách điện của cáp có tẩm chất nhớt bị hóa già nên loại cáp này chỉ làm việclâu dài trong điện trường có cường độ thấp ( 3 ÷ 4 ) kV / mm. – Giấy cáp điện thoại thông minh. – Giấy tụ điện : loại giấy này khi đã được tẩm làm điện môi cho tụ điện giấy, có hailoại giấy làm tụ điện : KOH là loại giấy làm tụ điện thông thường và silicon là loại giấylàm tụ động lực. Giấy làm tụ điện thường được sản xuất thành từng cuộn có chiều rộng từ12 đến 750 mm. Những đặc tính giấy làm tụ điện có chiều dày 15 µm được cho trong bảngsau : ( bảng 2.5 ). BẢNG 2.5 : ĐẶC TÍNH CỦA GIẤY LÀM TỤ ĐIỆN CÓ CHIỀU DÀY 15 µmCác đặc tính Loại và thương hiệu giấyKOH – I KOH – II Silicon – 0,8 Silicon – Silicon – Điện áp đánh thủngcủa giấy khô, ( V ) khôngnhỏ hơn430 450 420 460 490T gcủa giấy khôkhông quá : – Ở 60 – Ở 1000,00160,00280,00180,00350,00090,00100,00120,00150,00150,0020 Số lượng điểm có tạpchất dẫn điện trên 1 m100 130 10 15 30 b ) Cáctông cách điện : có hai loại cáctông được sử dụng : 13 + Loại để ngoài không khí cứng và đàn hồi dùng làm cách điện ở trong không khí ( lót vào rãnh của máy điện, những lõi cuộn dây, những vòng đệm v.v ) + Loại dùng trong dầu có cấu trúc xốp và mềm hơn được dùng đa phần trong dầumáy biến áp. 6.2. Vải sơn cách điện. Là loại vải bông, lụa, thủy tinh có tẩm sơn, có độ đàn hồi và độ mềm được dùnglàm cách điện rãnh của những máy điện có điện áp thấp. Trong những máy điện có điện áp caovải sơn được dùng làm cách điện ở những đầu dây quấn, cách điện giữa những cuộn dây, ngoàira vải sơn còn được dùng cách điện cho những bộ phận bị uốn cong nhiều. Độ bền điện củaloại băng sợi bông có trị số khoảng chừng ( 35 ÷ 50 ) kV / mm, loại bằng tơ ( 55 ÷ 90 ) kV / mm. Vảisơn cách điện thường được sản suất ở dạng cuộn rộng ( 700 ÷ 1000 ) mm, chiều dày củavải cách điện là ( 0,15 ÷ 0,24 ) mm. Gần đây có khuynh hướng sửa chữa thay thế vải sơn và giấysơn cách điện bằng vật liệu cách điện dẻo đó là màng dẻo. 7. Vật liệu cách điện dạng dẻo Thời gian : 0,5 h7. 1. Chất dẻoChất dẻo là loại vật liệu được dùng thoáng đãng trong kỹ thuật cũng như trong đời sống. Đặc điểm của chất dẻo là dưới tính năng của sức ép từ bên ngoài sẽ nhận được hình dángđã định trước của khuôn ép để sản xuất ra những loại sản phẩm. Trong kỹ thuật điện người tathường dùng chất dẻo để làm vật liệu cách điện cũng như dùng làm những cấu trúc thuần túy. a. Hêtinắc : được sản xuất ra bằng cách ép nóng giấy đã được tẩm nhựa bakêlít. Hêtinắc có khối lượng riêng từ 1,25 đến 1,4 G / cm. Độ bền điện cao khoảng chừng ( 20 ÷ 25 ) kV / mm, ε = 5 ÷ 6 Hêtinắc được sử dụng trong việc sản xuất những thiết bị và dụng cụđiện cao áp và hạ áp. Ngoài ra, Hêtinắc cũng được sử dụng trong kỹ thuật thông tin. b. Téctôlít : được sản xuất ra bằng cách ép nóng vải đã được tẩm nhựa bakêlít, nócũng tương tự như Hêtinắc nhưng có số lượng giới hạn bền kéo doc và ứng suất dai va đập theo chiềuthẳng góc với lớp cách điện không cao hơn Hêtinắc nhưng độ bền nhiệt cao hơn. Trong những năm gần đây người ta đã sản xuất được nhiều loại chất dẻo nhiều lớp cóđặc tính cách điện, độ bền cơ và độ chịu nhiệt cao. Chất kết dính dùng trong những chất dẻo14ấy là nhựa polieste, êpoxi, nhựa poliimít, nhựa silíc hữu cơ và những loại nhựa khác. Thànhphần tạo thành là tổng hợp cách điện compozit có đặc tính cách điện và độ bền cơ rất cao, chịu được ẩm, ứng dụng nhiều trong những thiết bị điện cao áp. Những đặc tính củaHêtinắc, Téctôlít, Téctôlít thủy tinh được cho trong bảng sau : ( Bảng 2.6 ) BẢNG 2.6 : ĐẶC TÍNH CỦA HÊTINẮC, TÉCTÔLÍT, TÉCTÔLÍT THỦY TINHCác đặc tính Hêtinắc Téctôlít TéctôlítA B B – Giới hạn bền kéo theo chiềudọc, kG / cm, không nhỏ hơn. 800 1000 650 900G iới hạn bền uốn theo chiềuthẳng góc với lớp cách điện, kG / cm, không nhỏ hơn. 1000 1300 1200 1100 Ứng suất dai va đập theochiều thẳng góc với lớp cáchđiện, kG / cm, không dưới. 13 20 25 50 Độ bền nhiệtC không thấphơn150 150 125 185 Điện trở suất khối ρ ( Ω. cm ) không dưới10111010101010 + Cáp rôn : vật liệu có tính chịu hồ quang cao được dùng sản xuất làm khung cuộndây, màng và sợi cách điện. + Cáp san : vật liệu trong suốt theo dạng màng cách điện thường dùng để cáchđiện rãnh máy điện hạ áp và trong tụ điện. + Polyfocmandêhit : vật liệu rắn, cứng có tính chống mài mòn chống ma sát cao. Các chi tiết cụ thể được sản xuất bằng chất này được triển khai bằng cách đúc áp lực đè nén. 7.2. Nhựa cách điện : Nhựa là tên gọi của một nhóm những vật liệu có nguồn gốc và thực chất rất khác nhaunhưng có một số ít đặc thù giống nhau về thực chất hóa học cũng như đặc thù vật lý. ởnhiệt độ thấp nó là những chất vô định hình. Khi ở nhiệt độ cao nhựa mềm ra trở thànhdẻo và sau đó hóa lỏng. Như vậy, nhiệt độ hóa lỏng của nhựa không biểu lộ rõ ràng. Phầnlớn những loại nhựa được sử dụng trong kỹ thuật cách điện không hòa tan trong nước và íthút ẩm, nhưng chúng lại hòa tan trong những dung môi hữu cơ thích hợp. Thông thườngnhựa có tính kết dính và khi chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái rắn nhựa sẽ gắnchặt vào vật rắn tiếp xúc với nó. Trong kỹ thuật cách điện nhựa được dùng làm thànhphần quan trọng của những loại sơn, những hỗn hợp, những chất dẻo, những vật liệu xơ tự tạo vàxơ tổng hợp … Dựa theo nguồn gốc của những loại nhựa, người ta chia ra thành cácloại nhựa tự nhiên, nhựa tự tạo và nhựa tổng hợp. Nhựa tự nhiên là những chất do 1 số ít động vật hoang dã ( cánh kiến ) hoặc những loại cây cónhựa ( nhựa thông ) tiết ra. Trong những năm gần đây nhựa tự tạo và nhựa tổng hợp trở nên rất quan trọngđối với kỹ thuật cách điện. Dựa theo thực chất hóa học, nhựa tổng hợp được chia nhỏthành nhựa trùng hợp và nhựa trùng ngưng ( ngưng tụ ). Đa số những loại nhưa tổng hợp là15loại nhiệt dẻo, còn những loại trùng ngưng hoàn toàn có thể là loại nhiệt cứng ( ví dụ nhựa poliamít, nhựa nôvôlac … ). Về mặt cách điện thì nhựa tổng hợp có ưu điểm hơn. a ) Nhựa tổng hợp :  Pôliêtilen : Pôliêtilen có đặc tính cơ tốt, có độ trong suốt cao so với những tia sáng nhìn thấy đượcvà những tia cực tím, chịu được axit và kiềm. Pôliêtilen dùng để làm cách điện cho cáp điệntần số cao và cáp điện lực điện áp cao thao tác trong thiên nhiên và môi trường ẩm. Nhược điểm là khảnăng chịu nhiệt không cao, ở nhiệt độ thông thường pôliêtilen không bị hòa tan với bất cứdung môi nào.  Pôliprôpilen : Pôliprôpilen là một chất trùng hợp mới có tỉ trọng ( 0,90 ÷ 0,91 ) G / cm, rất dẻo. Tínhchất cách điện của nó tương tự với pôliêtilen, nhưng độ bền nhiệt cao hơn nhiều. Nhiệt độ hóa dẻo khoảng chừng ( 165 ÷ 170 ) C.  Nhựa PVC : ( polivinyclorua ). Là hợp chất cao phân tử, được trùng hợp từ vinyclorua [ CCL ; ( CH = CHCL ) ], chịu được công dụng của acid, kềm, nước, dầu … Dùng làm vỏ bọc dây dẫn diện, cáp điện, đầu ra những thiết bị điện, vỏ bình accu …  Pôliizôbutilen : Pôliizôbutilen là chất trùng hợp từ izôbutilen ( HC = C ( CH, cao phân tử. Pôliizôbutilen là một chất giống cao su đặc và rất dính. Nó có tính chịu lạnh tốt ( ở nhiệt độâm 80C ) vẫn giữ được tính dẻo. Tỉ trọng của pôliizôbutilen là ( 0,91 ÷ 0,93 ) G / cm, có độbền hóa học và độ hút ẩm nhỏ.  Pôlistirol : Pôlistirol nhận được bằng cách trùng hợp stirol. Stirol là loại sản phẩm phụ khi chưngkhô than đá. Stirol rất dễ trùng hợp ngay cả khi để nó ở nhiệt độ thông thường, trong bóngtối không cần chất xúc tác. Pôlistirol trong suốt, giống như thủy tinh dạng khối manghình dạng của bình chứa nó hoặc là trong nhũ tương ( pôlistirol nhũ tương ). Pôlistirol cóthể đem chế biến như chất dẻo hoặc cũng hoàn toàn có thể gia công bằng cơ khí. Pôlistirol nhũtương có đặc thù cách điện và tính chịu nhiệt thấp hơn pôlistirol khối tuy nhiên không nhiều. + Nhược điểm : – Ở nhiệt độ thấp thì khá giòn, dễ tạo ra vết nứt trên mặt phẳng. – Kém bền so với dung môi nhất là hyđrô cácbon lỏng. – Tính chịu nhiệt không cao ( 70 ÷ 80 ) C. + Công dụng : dùng làm điện môi trong kỹ thuật cao tần, vì có tổn hao điện môi bé. Nó dùng làm vỏ bọc những cuộn dây, những cụ thể và cách điện cáp cao tần, cũng được dùnglàm sơn và hỗn hợp cách điện, màng mỏng dính để sản xuất tụ điện … b ) Nhựa thiên nhiện.  Cánh kiếnLoại nhựa này do một loại côn trùng nhỏ tiết ra trên những cành cây ở những xứ nóng thuộcvùng nhiệt đới gió mùa. Người ta thu gom cánh kiến theo kiểu thủ công bằng tay, làm sạch rồi nấu chảy. Cánh kiến có màu vàng nhạt hoặc nâu, thành phần hầu hết của cánh kiến là những axíthữu cơ phức tạp. Cánh kiến dễ hòa tan trong rượu cồn nhưng không hòa tan trong16hyđrôcácbon. Cánh kiến có đặc tính cách điện như sau : ε = 3,5, ρ = ( 1015 ÷ 1016 ) Ω. cm, tgδ = 0,01, Eđt = 20 ÷ 30 kV / mm. Ở ( 50 ÷ 60 ) C cánh kiến trở nên dễ uốn và ở nhiệt độ caohơn thì trở thành dẻo và nóng chảy ra. Khi đun nóng lê dài thì cánh kiến được nung kết, đồng thời trở nên không nóng chảy và không hòa tan, nhiệt độ càng cao thì thời giannung kết càng giảm. Trong kỹ thuật cách điện, cánh kiến được dùng ở dạng sơn dán chếtạo micanít. Khi không có cánh kiến người ta thay bằng nhựa gliptan và những loại nhựatổng hợp khác.  Nhựa thông ( colofan ). Nhựa thông là một loại nhựa giòn có màu vàng hoặc nâu có tên gọi là colofan, cótính chất cách điện như sau : ρ = ( 1014 ÷ 1015 ) Ω. cm, Eđt = 10 ÷ 15 kV / mm và có hằng số điệnmôi ε và tgδ nhờ vào vào nhiệt độ. Nhiệt độ hóa dẻo của những loại nhựa thông khácnhau vào lúc ( 50 ÷ 70 ) C. Colofan ôxy hóa từ từ trong không khí, khi đó nhiệt độ hóadẻo của nó tăng nhưng độ hòa tan lại giảm. Nhựa thông hòa tan trong dầu mỏ, được dùngvào việc ngâm tẩm cáp, ngoàI ra nó cũng được dùng để sản xuất ra rezinat là chất làmkhô cho sơn dầu. 8. Vật liệu cách điện từ Mica Thời gian : 1 h8. 1. Đặc tính của vật liệu cách điện từ MicaMica là vật liệu cách điện vô cơ có tính năng đặc biệt quan trọng đó là độ bền điện và độ bền cơcao, tính chịu nhiệt và chịu ẩm tốt, khá dẻo khi có độ dày mỏng dính nên được dùng làm vậtliệu cách điện ở những vị trí quan trọng như : cách điện của những máy điện cao áp côngsuất lớn và dùng làm điện môi trong 1 số ít loại tụ điện. Mica trong tự nhiên có dạng tinhthể, đặc thù đặc trưng của nó là hoàn toàn có thể tách ra từng bản mỏng dính một cách thuận tiện theochiều song song giữa những mặt phẳng thớ. Mica muscôvít thường không màu hoặc có màu đỏ nhạt, xanh nhạt, và những màusắc khác ; flogopít thường có màu sẫm hơn giống như màu hổ phách, màu vàng ánh, màunâu, màu đen tuyền, tuy nhiên cũng có khi gặp loại flogopít có màu sáng hơn. Đặc tính cách điện của mica muscôvít tốt hơn và cao hơn so với flogopít, ngoài ranó có độ bền cơ cao hơn, rắn hơn, dễ uốn và co dãn hơn flogopít. Các trị số về 2 loạimica được cho trong bảng sau : ( bảng 2.10 ). BẢNG 1.6 : ĐẶC TÍNH CỦA MICALoại mica Khôi lượngriêng, G / cmρ, Ω. cm tgδ. 10 ở tần số50Hz 1 kHz 1MH zMuscôvít2, 80 ÷ 2,90 1014 ÷ 1016150 25 3 flogopít2, 65 ÷ 2,80 1013 ÷ 1014500 150 15M uscôvít chịu mài mòn tốt hơn flogopít. Điều đó có giá trị quan trọng đối vớimicanít dùng cho vành góp, loại micanít được sản xuất bằng Muscôvít này ít bị chổi thancủa máy điện làm mòn hơn là chất đồng dùng làm vành góp. Còn loại micanít làm bằngflogopít dùng cho vành góp cũng bị mài mòn như đồng vì vậy hoàn toàn có thể dùng nó không đòihỏi phải đánh nhẵn vành góp. Phần lớn những loại mica được dùng trong kỹ thuật điện vẫngiữ được đặc tính cách điện và đặc tính cơ khá tốt khi đốt nóng lên vài trăm độ, vì thếmica được xếp vào cách điện cấp C là cấp chịu nóng cao nhất. Khi nhiệt độ càng cao thìthì mica không còn trong suốt nữa, chiều dày của nó tăng lên, đặc tính cơ và điện giảm. Mica bị nấu chảy ở nhiệt độ ( 1250 ÷ 2300 ) C. 178.2. Vật liệu cách điện từ Mica v  khoanh vùng phạm vi ứng dụng + Micanít : là loại vật liệu được sản xuất thành từng tấm hoặc từng cuộn do nhữngcánh mica dán lại với nhau bằng sơn dán hoặc bằng nhựa khô, nhiều lúc còn dùng thêm lớpnền bằng xơ giấy hoặc xơ bông để dán những cánh mica lên một mặt hoặc cả hai mặt củanó. Nền bằng xơ tăng độ bền kéo đứt của vật liệu và giữ cho những cánh mica khó bị tách rakhi vật liệu bị uốn. Micanít hoàn toàn có thể sử dụng làm cách điện cho vành góp, dùng để lótđệm, để tạo hình, băng mica cách điện cho thiết bị điện và cáp điện. + Mica bằng những hạt vụn : Mica vụn rửa sạch, nghiền thành vảy nhỏ và lợi dụngkhả năng dính liền lại với nhau của những tinh thể mica vừa mới được tách ra để biến thànhphôi ta thu được từng lá. Việc sử dụng những chất kết dính hoàn toàn có thể tăng độ bền cơ và độ bềnđiện của mica làm bằng những hạt vụn. Để sản xuất ra loại mica này ta hoàn toàn có thể sử dụng cácchất thải của mica muscôvít và flogopít để làm chất cách điện mà chiêu thức kháckhông sử dụng được. Bằng chiêu thức này người ta sản xuất ra vật liệu chịu được hồquang điện, đúc ép định hình bằng khuôn tạo ra những chi tiết cụ thể cách điện thiết yếu cho cácthiết bị điện. + Mica tổng hợp : thủy tinh mica là một trong số những điện môi có chất lượng cao. Nó chịu được nhiệt độ cao, có độ bền cơ lớn, nhất là độ bền uốn, va đập, chịu đượcphóng điện hồ quang, có tgδ nhỏ, hoàn toàn có thể gia công bằng cơ khí được. Tuy nhiên quá trìnhcông nghệ sản xuất ra mica thủy tinh tốn nhiều công, yên cầu phải có lò điện có công suấtlớn, máy ép thủy lực và khuôn ép bằng thép không rỉ. Thủy tinh mica có những đặc tính : – Khối lượng riêng : 2,6 ÷ 3,0 G / cm ; nhiệt độ thao tác được cho phép ( 300 ÷ 350 ) C ; giớihạn bền kéo σkéo = ( 300 ÷ 700 ) kG / cm ; σnén = ( 1000 ÷ 4000 ) kG / cm ; σuốn = ( 700 ÷ 1400 ) kG / cm ; ứng suất dai va đập ( 2 ÷ 5 ) kG. cm / cm, α = ( 8 ÷ 9 ). 10-61 / độ ; ρ = ( 1012 ÷ 1014 Ω. cm ; ρ = ( 1010 ÷ 1012 ) Ω. cm ; ε = ( 6 ÷ 8,5 ) ; tgδ = ( 0,003 ÷ 0,01 ) ở tần số 1MH z. Độbền cách điện ( 10 ÷ 20 ) kV / mm. Mica thủy tinh chịu được ẩm, nhưng kém bền đối vớitác dụng của những axít clohyđríc, nitơríc cũng như so với chất kiềm. Khi thủy tinh mica bịrổ có năng lực hút ẩm làm cho phẩm chất cách điện bị giảm đi. 9. Sứ cách điện Thời gian : 0,5 h9. 1. Cấu tạo v  đặc tính của sứ cách điện + Sứ cách điện : Được sản xuất từ đất sét, sau đó gia công định hình được nung vàtráng men, có độ bền cách điện, độ bền nhiệt cao. Là một trong những vật liệu chủ yếudùng trong lưới điện cao thế, trung thế và hạ thế, dùng cách điện trong máy điện, khí cụđiện … Vật liệu cách điện bằng sứ rất phong phú : – Sứ đường dây gồm có sứ treo dùng cho điện áp cao hơn 35 kV, sứ đỡ dùng chođiện áp thấp hơn. – Sứ trong những trạm điện là những loại sứ đỡ và sứ xuyên. – Sứ tham gia vào cấu trúc của những thiết bị như máy biến áp, máy cắt dầu, dao cáchly, chống sét van. – Sứ xác định gồm có những sứ puli, những linh phụ kiện ở đui đèn, trong công tắc nguồn, cầu chì, cầu dao phích cắm, sứ thông tin.vv … * Đặc tính quan trọng nhất của sứ cách điện điện áp cao là trị số điện áp phóngđiện giữa hai điện cực. Do sứ cách điện có chiều dày lớn và cường độ cách điện cao, nênkhó hoàn toàn có thể xẩy ra phóng điện chọc thủng sứ mà chỉ diễn ra phóng điện trên mặt phẳng của sứ. Cần phân biệt hai loại điện áp phóng điện mặt phẳng sứ : điện áp phóng điện khô và điện ápphóng điện ướt khi thử nghiệm sứ. ( hình 2.1 ). 18 Điện áp phóng điện khô là trị số điện áp phóng điện thu được khi thử nghiệm sứtrong điều kiện kèm theo thông thường ( Hình 2.1. a ). Điện áp phóng điện ướt là trị số điện áp phóngđiện thu được khi thử nghiệm sứ dưới mưa tự tạo với cường độ 4,5 ÷ 5,5 mm / phút, mưa rơi theo góc 45 so với mặt phẳng ngang của sứ. Điện áp phóng điện khô bao giờcũng lớn hơn điện áp phóng điện ướt và nhỏ hơn điện áp đánh thủng. Người ta xác địnhđiện áp đánh thủng khi nhúng sứ thử nghiệm vào trong dầu cách điện. Khi thử nghiệmsứ treo, cần xác lập điện áp đánh thủng cho từng bát sứ một, điện áp phóng điện khôđược xác lập cho cả hàng loạt chuỗi sứ. Nhược điểm của sứ : độ bền va đập không cao, góc tổn hao diện môi khá lớn, tổn haođiện môi lại tăng nhanh ở nhiệt độ cao, gây trở ngại cho việc dùng sứ làm chất cách điệnở tần số cao cũng như ở nhiệt độ cao. 19H ình 2.1 : Đường phóng điện khi thử nghiệm phóng điệna. Khi khô b. Khi ướtB  i 2 : VẬT LIỆU DẪN ĐIỆN2. 1. Vật liệu dẫn điện2. 1.1. Khái niệmVật liệu dẫn điện là vật chất mà ở trạng thái thông thường có những điện tích tự do. Nếuđặt những vật liệu này vào trong một điện trường, những điện tích sẽ hoạt động theohướng nhất định của điện trường và tạo thành dòng điện. Người ta gọi là vật liệu có tínhdẫn điện. Vật liệu dẫn điện hoàn toàn có thể là chất rắn, chất lỏng và trong những điều kiện kèm theo nhất định cóthể là chất khí. Ở dạng chất rắn vật liệu dẫn điện gồm có sắt kẽm kim loại và những kim loại tổng hợp củachúng. Trong 1 số ít trường hợp là những chất không phải là sắt kẽm kim loại mà là chất lỏngdẫn điện, sắt kẽm kim loại ở trạng thái chảy lỏng và những chất điện phân. Khí và hơi hoàn toàn có thể trở nên dẫn điện ở cường độ điện trường lớn, chúng tạo nên ionhóa do va chạm hay sự ion hóa quang. 2.1.2. Đặc tính cơ bản của vật liệu dẫn điệnVật liệu dẫn điện có những đặc thù cơ bản sau :  Điện dẫn suất của vật liệu  Hệ số nhiệt của điện trở suất  Nhiệt dẫn suất.  Hiệu điện thế tiếp xúc và sức nhiệt điện động  Giới hạn bền khi kéo và độ dãn dài tương đối khi đứt. 2.1.2. 1 Điện trở : Là đại lượng đặc trưng cho sự ‘ ’ cản trở ‘ ’ dòng điện của vật liệu hay nói cáchkhác Điện trở R là quan hệ giữa hiệu điện thế không đổi đặt ở hai đầu của dây dẫn vàcường độ dòng điện một chiều tạo nên trong dây dẫn đó ( chú ý quan tâm : dây dẫn không hề có sứcđiện động nội tại nào ). Xét về2. 1.2.2. Mặt cấu trúc, Điện trở của vật liệu điện được tính theo công thức sau : Trong đó : l : chiều dài của vật dẫn [ m ]. S : là tiết diện của vật dẫn [ m ]. ρ : là điện trở suất, phụ thuộc vào vào thực chất của vật liệu [ Ωm ]. R : là điện trở của vật dẫn [ Ω ]. Dựa vào biểu thức trên ta thấy : Nếu có hai vật dẫn khác nhau ( khác chất ), nhưng cócùng chiều dài, cùng tiết diện thì vật nào có điện trở suất lớn hơn thì vật đó sẽ có điện trởcao hơn, nghĩa là dòng điện chạy qua nó sẽ ’ ’ khó khăn vất vả ’ ’ hơn. Điện dẫn G của vật dẫn là đại lượng nghịch đảo của điện trở. 20 Điện dẫn được tính với đơn vịΩ = 2.1.2. 3. Điện trở suất ( ρ ) : là đại lượng đặc trưng cho tính dẫn điện hay cách điện của vật liệu hay nói cách khác : điện trở suất là điện trở của vật dẫn có chiều dài là một đơn vị chức năng chiều dài và tiết điện làmột đơn vị chức năng diện tích quy hoạnh. Nó phụ thuộc vào vào thực chất của vật liệu. Nếu vật có điện trở suấtcàng nhỏ thì dẫn điện càng tốt và ngược lại. Trên trong thực tiễn Điện trở suất ρ của vật dẫn được tính theo : Ω. mm / m và trong một sốtrường hợp được tính bằng : µΩ. cm. Trong hệ CGS điện, điện trở suất được tính bằng : Ωcm, còn ở hệ MKSA tính bằng : Ωm. Những đơn vị chức năng nêu trên chúng được liên hệ với nhau qua biểu thức sau : 1 Ωcm = 10 Ω. mm / m = 10 µΩ. cm. = 10-2 Ωm. Điện dẫn suất γ là đại lượng nghịch đảo của điện trở suất. Điện dẫn suất γ được tính theo : m / Ω. mm ; Ω-1cm-1 ; Ω-1-12. 1.2.4. Sự phụ thuộc vào của điện trở v  o nhiệt độ. Điện trở suất của sắt kẽm kim loại và của rất nhiều kim loại tổng hợp tăng theo nhiệt độ, điện trở suấtcủa cácbon và của dung dịch điện phân giảm theo nhiệt độ. Thông thường điện trở suất của sắt kẽm kim loại tăng theo nhiệt độ và theo qui luật sau : ( ) 32 + + + + = tttotγβαρρỞ nhiệt độ sử dụng tđiện trở suất sẽ được thống kê giám sát xuất phát từ nhiệt độ ttheocông thức : ρt = ρt [ 1 + α ( t – t ) ]. Trong đó : – α là thông số đổi khác điện trở suất theo nhiệt độ so với vật liệu tương ứng và ứngvới những khoảng chừng nhiệt độ được nghiên cứu và điều tra. – Hệ số α gần như giống nhau so với những sắt kẽm kim loại tinh khiết và có trị số gần đúngbằng 4.10 – 31 / – Đối với khoảng chừng chênh lệch nhiệt độ ( t – t ) thì thông số α trung bình sẽ là : ( ) 12112 tttttρρGiá trị α và ρ so với những sắt kẽm kim loại chính được sử dụng trong kỹ thuật điện đượccho trong bảng sau : ( Bảng 3.1 ) BẢNG 2.1 : ĐẶC TÍNH VẬT LÝ VÀ ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA MỘT SỐ KIM LOẠI.TT Kim loại Khốilượngriêngg / cmNhiệt độnóngchảyĐiện trở suất ρ ở 20C ( Ωmm / m ). Hệ số biến hóa củaĐiện trở suất theonhiệt độ α 1 / độ. 1. Bạc 10,5 961 0,0160 – 0,0165 0,0034 – 0,004292. Đồng 8,9 1083 0,0168 – 0,0182 0,00392 – 0,004453. Vàng 19,3 1063 0,0220 – 0,0240 0,00350 – 0,00399214. Nhôm 2,7 657 0,0262 – 0,0400 0,0040 – 0,00495. Magiê 1,74 651 0,0446 – 0,0460 0,00390 – 0,00466. Molipđen 10,2 2620 0,0476 – 0,0570 0,0033 – 0,005127. Wolfram 19,3 3380 0,0530 – 0,0612 0,0040 – 0,00528. Kẻm 7,1 420 0,0535 – 0,0630 0,0035 – 0,004199. Niken 8,9 1455 0,06141 – 0,138 0,0044 – 0,0069210. Thép 7,8 1535 0,0 918 – 1,1500 0,0045 – 0,0065711. Platin 21,4 1770 0,0866 – 0,116 0,00247 – 0,0039812. Palađi 12 1555 0,1100 0,003813. Thiếc 7,3 232 0,113 – 0,143 0,00420 – 0,0046514. Chì 11,4 327 0,205 – 0,222 0,0038 – 0,0042815. Thủyngân13, 6 – 39 0,952 – 0,959 0,0009 – 0,0009916. Titan 4,5 1725 0,420 0,004417. Cadmi 8,6 321 0,076 0,004218. Coban 8,7 1492 0,062 0,006019. Vàng 19,3 1063 0,024 0,003620. Tantan 16,6 2977 0,135 0,0038 – Hệ số nhiệt nhiệt độ α của điện trở suất nói lên sự đổi khác điện trở suất của vậtliệu khi nhiệt độ biến hóa. 2.1.2. 5. Các tác nhân môi trường tự nhiên ảnh hưởng tác động đến vật liệu dẫn điện. Nhiệt độ của thiên nhiên và môi trường thao tác ảnh hưởng tác động đến tính dẫn điện của vật liệu khi nhiệtđộ tăng thì điện trở của vật liệu tăng lên và làm cho tính dẫn điện của vật liệu giảm. – Ở nhiệt độ không tuyệt đối ( 0K ), điện trở suất của sắt kẽm kim loại tinh khiết giảm độtngột, chúng biểu lộ “ hiện tượng kỳ lạ siêu dẫn ”. Về phương diện triết lý ở độ không tuyệtđối, sắt kẽm kim loại tinh khiết không còn điện trở. – Sự biến dạng đàn hồi, mức độ tinh khiết của sắt kẽm kim loại tác động ảnh hưởng đến gía trị củađiện trở suất của vật liệu dẫn điện. – Khi nóng chảy, điện trở suất của sắt kẽm kim loại đổi khác, thường thì giá trị tăng lên ( ngoại trừ : ăngtimoan, gali và bitmut khi nóng chảy, điện trở suất giảm ). – Sự không tinh khiết của sắt kẽm kim loại dẫn đến làm tăng điện trở suất. – Ảnh hưởng của trường từ và ánh sáng so với điện trở suất : thực nghiệm cho thấyrằng điện trở suất của sắt kẽm kim loại cũng biến hóa khi sắt kẽm kim loại đặt trong trường từ và điện trởsuất của 1 số ít vật liệu cũng biến hóa dưới ảnh hưởng tác động của ánh sáng. 2.1.2. 6. Hiệu điện thế tiếp xúc v  sức nhiệt độngKhi tiếp giáp hai sắt kẽm kim loại khác nhau với nhau, giữa chúng sẽ sinh ra hiệu điện thế. Sự Open hiệu điện thế đóng vai trò quan trọng ở hiện tượng kỳ lạ ăn mòn điện hóa và đượcứng dụng trong 1 số ít dụng cụ đo lường và thống kê. Thế điện hóa thông thường của một số ít sắt kẽm kim loại khác nhau so sánh với hyđro đượccho ở bảng sau : ( Bảng 3.2 ) BẢNG 2.2 : THẾ ĐIỆN HÓA BÌNH THƯỜNG CỦA MỘT SỐ KIM LOẠIKim loại Thế điện hóa ở nhiệt độbình thường ( V ) Kim loại Thế điện hóa ở nhiệtđộ thông thường ( V ) 22V àng + 1,500 Cadmium – 0,400 Platin + 0,860 Sắt – 0,440 Thủy ngân + 0,860 Crôm – 0,557 Bạc + 0,808 Wolfram – 0,580 Đồng + 0,345 Kẽm – 0,760 Hyđro ± 0,000 Mangan – 1,040 Thiếc – 0,100 Nhôm – 1,340 Chì – 0,130 Magiê – 2,350 Niken – 0,250 Bari – 2,960 Coban – 0,255 Sức nhiệt động sinh ra của hai sắt kẽm kim loại khác nhau, tiếp giáp nhau được ứng dụng đểchế tạo những cặp nhiệt điện. Hiệu điện thế tiếp xúc giữa những cặp sắt kẽm kim loại giao động trong khoanh vùng phạm vi từ vài phầnmười vôn đến vài vôn, nếu nhiệt độ của cặp bằng nhau, tổng hiệu điện thế trong mạch kínbằng không. Nhưng khi một đầu của cặp nhiệt có nhiệt độ khác đầu kia thì trong trườnghợp này sẽ phát sinh sức nhiệt điện động. 2.1.2. 7. Tính chất chung của sắt kẽm kim loại v  hợp kim1. Tầm quan trọng của sắt kẽm kim loại v  hợp kimHiện nay sắt kẽm kim loại và kim loại tổng hợp được dùng rất thoáng đãng trong những nghanh kinh tế tài chính. Cáckim loại đặc biệt quan trọng là sắt và những kim loại tổng hợp của của nó như gang, thép là những vật liệu chủyếu của công nghiệp cơ khí, thiết kế xây dựng và những phương tiện đi lại giao thông vận tải vận tải đường bộ. Một sốthép đặc biệt quan trọng dùng trong công nghệ tiên tiến hoá học, công nghệ tiên tiến hạt nhân, nghành thiên hà. Kim loạivà kim loại tổng hợp được sử dụng thoáng rộng để làm máy móc và công cụ đặc biệt quan trọng là trong nghànhđiện vì chúng có ưu điểm hơn hẳn những vật liệu khác : có tính dẫn điện, dẫn nhiệt, độ bền, độ cứng và độ dẻo dai cao. Ngày nay mặc dầu chất dẻo sinh ra và tăng trưởng mạnh và bêncạnh đó còn có gỗ, tre và thuỷ tinh nhưng sắt kẽm kim loại và kim loại tổng hợp là là những vật liệu chủyếu và quan trọng nhất của nghành công nghiệp văn minh. a, Kim loại : Để phân biệt được sắt kẽm kim loại người ta dựa vào thông số nhiệt điện trỏ. ở sắt kẽm kim loại hệ sốnày dương tức là nhiệt độ tăng thì điện trở sắt kẽm kim loại tăng. b, Hợp kim : Hợp kim là mẫu sản phẩm của sự nóng chảy của hai hay nhiều nguyên tố mà trong đóchủ yếu là sắt kẽm kim loại. Trong thành phần kim loại tổng hợp hoàn toàn có thể có moat lượng nhỏ những nguyên tố ákim. Ví dụ : Thép là kim loại tổng hợp của sắt và những bonNói chung sắt kẽm kim loại nguyên chất có nhiều điểm yếu kém như : độ dẻo, độ bền và độcứng thấp, do đó những cơ cấu tổ chức máy không làm bằng sắt kẽm kim loại nguyên chất mà phải làm bằnghợp kim. 2. Tính chất chunga, Tính chất lý học : Vẽ sáng mặt ngo  i của sắt kẽm kim loại : theo vẽ sáng hình thức bề ngoài của sắt kẽm kim loại hoàn toàn có thể chiathành sắt kẽm kim loại đen và sắt kẽm kim loại màu : – Kim loại và kim loại tổng hợp đen : gồm sắt và những kim loại tổng hợp của sắt, tức là gang và thép. – Kim loại màu và kim loại tổng hợp màu : là toàn bộ những sắt kẽm kim loại và kim loại tổng hợp còn lại. Trọng lượng riêng : là khối lượng của một đợn vị thể tích của vật : 23 d = ( G / cmTính nóng chảy : Kim loại có tính chảy loảng khi đốt nóng và đông đặc khi làmnguội. Nhiệt độ ứng với khi sắt kẽm kim loại quy đổi từ thể đặc sang thể lỏng trọn vẹn gọi làđiểm nóng chảy. Điểm nóng chảy có ý nghĩa rất quan trọng trong công nghệ tiên tiến đúc. Điểm nóng chảycủa nhiều kim loại tổng hợp lại khác điểm nóng chảy của từng sắt kẽm kim loại tạo nên kim loại tổng hợp đó. Tính dẫn nhiệt : là đặc thù truyền nhiệt của sắt kẽm kim loại khi bị đốt nóng hoặc làmlạnh. Kim loại có tính dẫn nhiệt tốt thì càng dễ đốt nóng nhanh và đồng đều, cũng nhưcàng dễ nguội nhanh. Tính co và giãn nhiệt : khi đốt nóng những sắt kẽm kim loại giản nở ra và khi làm nguội nó colại. Sự giản nở nhiệt của những sắt kẽm kim loại không giống nhau. Để nhìn nhận sự giản nở nhiệtcủa một vật nào đó, người ta đo đúng chuẩn độ giản dài của 1 mm vật đó khi nhiệt độ thayđổi 1C. Độ giản dài đo được gọi là thông số giản nở nhiệt theo chiều dài. Tính dẫn điện : là năng lực dẫn điện của sắt kẽm kim loại. Khi nhiệt độ cao tính dẫn điệngiảm. Ở nhiệt độ 0K điện trở của sắt kẽm kim loại bằng không. Tính nhiễm từ : là năng lực sắt kẽm kim loại bị từ hoá sau khi được đặt trong một từtrường. Sắt và hầu hết những kim loại tổng hợp của sắt đều có tính nhiễm từ. Ni ken và cô ban cũngcó tính nhiễm từ và được gọi là chất sắt từ. Còn hầu hết những sắt kẽm kim loại khác không có tínhnhiễm từ. Nhiệt dung riêng : là nhiệt độ thiết yếu làm tăng nhiệt độ của sắt kẽm kim loại lên 1C. BẢNG 2.3 : TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA MỘT SỐ KIM LOẠI.TT Kim loại Khốilượngriêngg / cmNhiệtđộnóngchảyNhiệtdungriêng W / ( m. độ ) Nhiệtdẫn riêngW / ( m. độ ) Điện trởsuất ρ ở 20 ( Ωmm / m ). Hệ số thay đổicủa Điện trởsuất theonhiệt độ α1 / độ. 1. Bạc 10,5 961 234 415 0,0160 – 0,01650,0034 – 0,004292. Đồng 8,9 1083 385 390 0,0168 – 0,01820,00392 – 0,004453. Vàng 19,3 1063 126 293 0,0220 – 0,02400,00350 – 0,003994. Nhôm 2,7 657 922 209 0,0262 – 0,04000,0040 – 0,00495. Côban 8,7 1492 435 79 0,0620 0,00606. Molipđen 10,2 2620 264 251 0,0476 – 0,05700,0033 – 0,005127. Wolfram 19,3 3380 138 168 0,0530 – 0,06120,0040 – 0,00528. Kẻm 7,1 420 390 111 0,0535 – 0,06300,0035 – 0,004199. Niken 8,9 1455 444 95 0,06141 – 0,1380,0044 – 0,0069210. Cadmi 8,6 321 230 93 0,0 760 0,004211. Platin 21,4 1770 134 71 0,0866 – 0,00247 – 240,116 0,0039812. Thiếc 7,3 232 226 65 0,113 – 0,1430,00420 – 0,0046513. Chì 11,4 327 130 35 0,205 – 0,2220,0038 – 0,0042814. Thủyngân13, 6 – 39 138 10 0,952 – 0,9590,0009 – 0,0009915. Titan 4,5 1725 577 15 0,420 0,004416. Coban 8,7 1492 435 79 0,062 0,006017. Tantan 16,6 2977 142 54 0,135 0,003818. Palađi 12 1555 213 75 0,1100 0,0038 b, Tính chất hoá học : Tính chất hoá học là bộc lộ năng lực của sắt kẽm kim loại và kim loại tổng hợp chịu tính năng hoáhọc của môi trường tự nhiên có hoạt tính khác nhau và được biểu lộ ở hai dạng đa phần : Tính chống ăn mòn : là năng lực chống lại sự ăn mòn của hơi nước hay ôxi củakhông khí ở nhiệt độ thường hoặc nhiệt độ cao. Tính chịu axít : là năng lực chống lại công dụng của những môi trường tự nhiên axít. c, Tính chất cơ học : Tính chất cơ học của sắt kẽm kim loại hay còn gọi là cơ tính là năng lực chống lại tác dụngbên ngoài lên sắt kẽm kim loại. Cơ tính của sắt kẽm kim loại gồm có : độ đàn hồi, độ bền, độ dẻo, độcứng, độ dai va chạm và độ mỏi. d, Tính công nghệ tiên tiến : Tính công nghệ tiên tiến là năng lực sắt kẽm kim loại hoàn toàn có thể triển khai được những chiêu thức côngnghệ để sản xuất những mẫu sản phẩm. Tính công nghệ tiên tiến gồm có : tính cắt gọt, tính hàn, tính đúc, tính nhiệt luyện. Tính cắt gọt : là năng lực của sắt kẽm kim loại gia công cắt gọt dễ hay khó, được xác địnhbằng vận tốc cắt, lực cắt và độ bóng mặt phẳng của sắt kẽm kim loại sau khi cắt gọt. Tính h  n : là năng lực tạo thành sự link khi nung nóng cục bộ chổ nối đếntrạng thái chảy hoặc dẻoTính rèn : là năng lực biến dạng vĩnh cửu của sắt kẽm kim loại khi chịu lực tính năng lực từbên ngoài để tạo thành hình dạng của cụ thể máy, mà không bị phá hỏng. Tính đúc : được xác lập bởi độ chảy loảng của sắt kẽm kim loại khi nấu chảy để đổ đầyvào khuôn đúc, độ co và tính thiên tích ( tính thiên tích là độ không như nhau về thànhphần hoá học trong từng phần của vật đúc và trong nội bộ những hạt của sắt kẽm kim loại hay hợpkim ). Tính nhiệt luyện : là năng lực làm biến hóa độ cứng, độ dẻo, độ bền của kim loạibằng cách nung nóng sắt kẽm kim loại tới nhiệt độ nhất định, giữ ở nhiệt độ đó một thời hạn rồisau đó làm nguội theo một chính sách nhất định. Sau khi nhiệt luyện, mức độ đổi khác của những sắt kẽm kim loại cũng khác nhau, có kim loạithay đổi nhiều, có sắt kẽm kim loại biến hóa ít và có sắt kẽm kim loại phần nhiều không biến hóa. Tính kéo giãn : là đặc thù của vật liệu hoàn toàn có thể gia công được thành sợi. Yêu cầuvật liệu phải có cấu trúc dính chắc và phải có độ dẻo dai cao. Đây là một đặc thù quantrọng trong công nghệ tiên tiến chế tại dây dẫn điện. e, Tính gi  hóa của sắt kẽm kim loại : 25

Source: https://thomaygiat.com
Category : Điện Lạnh