L'isolation est une mesure de sécurité qui utilise des matériaux non conducteurs pour isoler ou enfermer les conducteurs sous tension afin de les protéger contre les chocs électriques. Une bonne isolation est le moyen le plus fondamental et le plus fiable pour garantir le fonctionnement sûr des équipements et des lignes électriques et prévenir les accidents liés aux chocs électriques.
L’isolation est généralement classée en trois catégories : l’isolation gazeuse, l’isolation liquide et l’isolation solide. Dans les applications pratiques, l’isolation solide reste le type de matériau isolant le plus largement utilisé et le plus fiable. Sous l’influence d’une forte électricité, les matériaux isolants peuvent se décomposer et perdre leurs propriétés isolantes. Parmi les trois types de matériaux isolants, les matériaux isolants gazeux, après panne, peuvent retrouver leurs propriétés d'isolation électrique inhérentes une fois le facteur externe (fort champ électrique) supprimé ; cependant, les matériaux isolants solides, une fois décomposés, perdent de manière irréversible et complète leurs propriétés d'isolation électrique.
Par conséquent, le choix de l’isolation des lignes et équipements électriques doit être adapté au niveau de tension et adapté à l’environnement et aux conditions d’exploitation afin de garantir le fonctionnement sûr de l’isolation. De plus, les gaz corrosifs, les vapeurs, l’humidité, la poussière conductrice et les opérations mécaniques peuvent tous réduire, voire détruire, les performances d’isolation des matériaux isolants. En outre, les effets à long terme de facteurs environnementaux tels que la lumière du soleil, le vent et la pluie peuvent également faire vieillir les matériaux isolants et perdre progressivement leurs propriétés isolantes. En résumé, les principaux indicateurs affectant les performances des matériaux isolants sont :
(1) Résistance d'isolation et résistivité : la résistance est l'inverse de la conductance et la résistivité est la résistance par unité de volume. Plus la conductivité d’un matériau est faible, plus sa résistance est élevée ; les deux sont inversement liés. Pour les matériaux isolants, il est toujours souhaitable d’avoir la résistivité la plus élevée possible.
(2) Permittivité relative et tangente de perte diélectrique : Les matériaux isolants ont deux applications : l'isolation mutuelle entre les composants d'un réseau électrique et comme diélectrique (stockage d'énergie) d'un condensateur. Le premier nécessite une faible permittivité relative, tandis que le second nécessite une permittivité relative élevée. Les deux nécessitent une faible perte diélectrique tangente, en particulier pour les matériaux isolants utilisés dans les applications haute fréquence et haute tension. Pour minimiser les pertes diélectriques, des matériaux isolants avec une tangente de faible perte diélectrique sont nécessaires. (3) Tension de claquage et rigidité diélectrique : une claquage se produit lorsqu'un matériau isolant se décompose sous un champ électrique puissant, perdant ses propriétés isolantes et devenant conducteur. La tension à laquelle se produit le claquage est appelée tension de claquage (rigidité diélectrique). La rigidité diélectrique est le rapport entre la tension à laquelle le claquage se produit dans des conditions spécifiées et la distance entre les deux électrodes soumises à la tension appliquée ; c'est la tension de claquage par unité d'épaisseur. Généralement, pour les matériaux isolants, des valeurs de tension de claquage et de rigidité diélectrique plus élevées sont meilleures.
(4) Résistance à la traction : Il s'agit de la contrainte de traction maximale à laquelle une éprouvette peut résister lors d'un essai de traction. Il s’agit du test le plus utilisé et le plus représentatif pour les propriétés mécaniques des matériaux isolants.
(5) Résistance à la flamme : Il s'agit de la capacité d'un matériau isolant à résister à la combustion lorsqu'il est en contact avec une flamme ou à empêcher une combustion ultérieure lorsqu'il est retiré de la flamme. Avec l’utilisation croissante de matériaux isolants, les exigences relatives à leur résistance aux flammes deviennent de plus en plus importantes. Les gens utilisent divers moyens pour améliorer et renforcer la résistance aux flammes des matériaux isolants. Une résistance aux flammes plus élevée signifie une meilleure sécurité.
(6) Résistance à l'arc : Dans des conditions de test spécifiées, capacité d'un matériau isolant à résister à l'action d'un arc électrique le long de sa surface. Pendant le test, un petit courant avec une tension alternative élevée est utilisé. L'arc généré entre les deux électrodes par la haute tension est utilisé pour déterminer la résistance à l'arc du matériau isolant en mesurant le temps nécessaire à la formation d'une couche conductrice à la surface du matériau isolant. Plus la valeur du temps est grande, meilleure est la résistance à l’arc.
(7) Étanchéité : Il assure une bonne étanchéité et une bonne isolation contre l’huile et l’eau. Les quatre constantes fondamentales affectant les diélectriques sont : Constante diélectrique : fait référence à la transmission, au stockage ou à l'enregistrement de l'électricité de manière polarisée électrique. Conductivité : désigne le courant de fuite du diélectrique sous l'action d'un champ électrique. Perte diélectrique : c'est la perte d'énergie électrique du diélectrique sous l'action d'un champ électrique. Rigidité diélectrique : fait référence aux dommages potentiels causés au diélectrique sous un champ électrique puissant.
