العزل هو أحد إجراءات السلامة التي تستخدم مواد غير موصلة لعزل أو إحاطة الموصلات الحية للحماية من الصدمات الكهربائية. العزل الجيد هو الوسيلة الأساسية والموثوقة لضمان التشغيل الآمن للمعدات والخطوط الكهربائية ومنع حوادث الصدمات الكهربائية.
يتم تصنيف العزل بشكل عام إلى ثلاث فئات: العزل الغازي، والعزل السائل، والعزل الصلب. في التطبيقات العملية، يظل العزل الصلب هو النوع الأكثر استخدامًا وموثوقًا من المواد العازلة. تحت تأثير الكهرباء القوية، قد تتعطل المواد العازلة وتفقد خصائصها العازلة. من بين الأنواع الثلاثة للمواد العازلة، يمكن للمواد العازلة الغازية، بعد الانهيار، استعادة خصائص العزل الكهربائي الكامنة بمجرد إزالة العامل الخارجي (المجال الكهربائي القوي)؛ ومع ذلك، فإن المواد العازلة الصلبة، بمجرد تحطيمها، تفقد خصائصها العازلة الكهربائية بشكل لا رجعة فيه وبشكل كامل.
لذلك، يجب أن يتوافق اختيار العزل للخطوط والمعدات الكهربائية مع مستوى الجهد وأن يتكيف مع بيئة وظروف التشغيل لضمان التشغيل الآمن للعزل. علاوة على ذلك، يمكن للغازات المسببة للتآكل والأبخرة والرطوبة والغبار الموصل والعمليات الميكانيكية أن تقلل أو حتى تدمر أداء العزل للمواد العازلة. علاوة على ذلك، فإن التأثيرات طويلة المدى للعوامل البيئية مثل ضوء الشمس والرياح والأمطار يمكن أن تتسبب أيضًا في شيخوخة المواد العازلة وفقدان خصائصها العازلة تدريجيًا. وباختصار فإن المؤشرات الرئيسية التي تؤثر على أداء المواد العازلة هي:
(1) مقاومة العزل والمقاومة: المقاومة هي مقلوب التوصيل، والمقاومة هي المقاومة لكل وحدة حجم. كلما انخفضت موصلية المادة، زادت مقاومتها؛ وهما مرتبطان عكسيا. بالنسبة للمواد العازلة، من المرغوب دائمًا أن تتمتع بأعلى مقاومة ممكنة.
(2) السماحية النسبية وظل فقدان العزل الكهربائي: المواد العازلة لها تطبيقان: العزل المتبادل بين مكونات الشبكة الكهربائية وكعازل (تخزين الطاقة) للمكثف. الأول يتطلب سماحية نسبية منخفضة، في حين أن الأخير يتطلب سماحية نسبية عالية. كلاهما يتطلب ظل فقدان عازل منخفض، خاصة بالنسبة للمواد العازلة المستخدمة في التطبيقات ذات التردد العالي والجهد العالي. لتقليل فقدان العزل الكهربائي، يلزم وجود مواد عازلة ذات ظل فقدان عازل منخفض. (3) جهد الانهيار وقوة العزل الكهربائي: يحدث الانهيار عندما تنهار مادة عازلة تحت مجال كهربائي قوي، وتفقد خصائصها العازلة وتصبح موصلة. يسمى الجهد الذي يحدث عنده الانهيار بجهد الانهيار (قوة العزل الكهربائي). قوة العزل الكهربائي هي نسبة الجهد الذي يحدث عنده الانهيار في ظل ظروف محددة إلى المسافة بين القطبين المعرضين للجهد المطبق؛ إنه جهد الانهيار لكل وحدة سمك. بشكل عام، بالنسبة للمواد العازلة، تكون قيم جهد الانهيار الأعلى وقوة العزل الكهربائي أفضل.
(4) قوة الشد: هذا هو الحد الأقصى لإجهاد الشد الذي يمكن أن تتحمله العينة في اختبار الشد. وهو الاختبار الأكثر استخدامًا وتمثيلًا للخواص الميكانيكية للمواد العازلة.
(5) مقاومة اللهب: تشير إلى قدرة المادة العازلة على مقاومة الاحتراق عند ملامستها للهب أو منع المزيد من الاحتراق عند إزالتها من اللهب. مع تزايد استخدام المواد العازلة، أصبحت متطلبات مقاومتها للهب أكثر أهمية. يستخدم الناس وسائل مختلفة لتحسين وتعزيز مقاومة اللهب للمواد العازلة. مقاومة اللهب العالية تعني سلامة أفضل.
(6) مقاومة القوس الكهربائي: في ظل ظروف اختبار محددة، قدرة المادة العازلة على تحمل عمل القوس الكهربائي على طول سطحها. أثناء الاختبار، يتم استخدام تيار صغير بجهد تيار متردد عالي. يتم استخدام القوس المتولد بين القطبين بواسطة الجهد العالي لتحديد مقاومة القوس للمادة العازلة عن طريق قياس الوقت اللازم لتكوين طبقة موصلة على سطح المادة العازلة. كلما زادت القيمة الزمنية، كانت مقاومة القوس أفضل.
(7) الختم: يوفر الختم والعزل الجيد ضد الزيت والماء. الثوابت الأربعة الأساسية التي تؤثر على العوازل الكهربائية هي: ثابت العزل الكهربائي: يشير إلى نقل أو تخزين أو تسجيل الكهرباء بطريقة الاستقطاب الكهربائي. الموصلية: تشير إلى تيار التسرب للعازل تحت تأثير المجال الكهربائي. فقدان العزل الكهربائي: هو فقدان الطاقة الكهربائية للعازل تحت تأثير مجال كهربائي. قوة العزل: تشير إلى الضرر المحتمل للعازل تحت مجال كهربائي قوي.
