Η μόνωση είναι ένα μέτρο ασφαλείας που χρησιμοποιεί μη αγώγιμα υλικά για να απομονώσει ή να περικλείσει ενεργούς αγωγούς για προστασία από ηλεκτροπληξία. Η καλή μόνωση είναι το πιο βασικό και αξιόπιστο μέσο για τη διασφάλιση της ασφαλούς λειτουργίας του ηλεκτρικού εξοπλισμού και των γραμμών και την πρόληψη ατυχημάτων ηλεκτροπληξίας.
Η μόνωση γενικά ταξινομείται σε τρεις κατηγορίες: μόνωση αερίου, υγρομόνωση και στερεή μόνωση. Σε πρακτικές εφαρμογές, η στερεά μόνωση παραμένει ο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενος και αξιόπιστος τύπος μονωτικού υλικού. Υπό την επίδραση ισχυρού ηλεκτρισμού, τα μονωτικά υλικά μπορεί να σπάσουν και να χάσουν τις μονωτικές τους ιδιότητες. Μεταξύ των τριών τύπων μονωτικών υλικών, τα αέρια μονωτικά υλικά, μετά τη διάσπαση, μπορούν να ανακτήσουν τις εγγενείς ηλεκτρικές μονωτικές τους ιδιότητες μόλις αφαιρεθεί ο εξωτερικός παράγοντας (ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο). Ωστόσο, τα στερεά μονωτικά υλικά, αφού διασπαστούν, χάνουν αμετάκλητα και εντελώς τις ηλεκτρικές τους μονωτικές ιδιότητες.
Επομένως, η επιλογή της μόνωσης για τις ηλεκτρικές γραμμές και τον εξοπλισμό πρέπει να ταιριάζει με το επίπεδο τάσης και να προσαρμόζεται στο περιβάλλον και τις συνθήκες λειτουργίας ώστε να διασφαλίζεται η ασφαλής λειτουργία της μόνωσης. Επιπλέον, τα διαβρωτικά αέρια, οι ατμοί, η υγρασία, η αγώγιμη σκόνη και οι μηχανικές εργασίες μπορούν όλα να μειώσουν ή ακόμα και να καταστρέψουν την απόδοση μόνωσης των μονωτικών υλικών. Επιπλέον, οι μακροπρόθεσμες επιπτώσεις περιβαλλοντικών παραγόντων όπως το ηλιακό φως και ο άνεμος και η βροχή μπορεί επίσης να προκαλέσουν γήρανση των μονωτικών υλικών και να χάσουν σταδιακά τις μονωτικές τους ιδιότητες. Συνοπτικά, οι κύριοι δείκτες που επηρεάζουν την απόδοση των μονωτικών υλικών είναι:
(1) Αντίσταση μόνωσης και ειδική αντίσταση: Η αντίσταση είναι η αμοιβαία αγωγιμότητα και η ειδική αντίσταση είναι η αντίσταση ανά μονάδα όγκου. Όσο χαμηλότερη είναι η αγωγιμότητα ενός υλικού, τόσο μεγαλύτερη είναι η αντίστασή του. τα δύο έχουν αντίστροφη σχέση. Για τα μονωτικά υλικά, είναι πάντα επιθυμητό να υπάρχει η υψηλότερη δυνατή ειδική αντίσταση.
(2) Σχετική διαπερατότητα και εφαπτομένη απώλειας διηλεκτρικής: Τα μονωτικά υλικά έχουν δύο εφαρμογές: αμοιβαία μόνωση μεταξύ εξαρτημάτων ενός ηλεκτρικού δικτύου και ως διηλεκτρικό (αποθήκευση ενέργειας) ενός πυκνωτή. Το πρώτο απαιτεί χαμηλή σχετική διαπερατότητα, ενώ το δεύτερο απαιτεί υψηλή σχετική διαπερατότητα. Και τα δύο απαιτούν μια εφαπτομένη χαμηλής διηλεκτρικής απώλειας, ειδικά για μονωτικά υλικά που χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές υψηλής συχνότητας και υψηλής τάσης. Για την ελαχιστοποίηση της διηλεκτρικής απώλειας, απαιτούνται μονωτικά υλικά με χαμηλή εφαπτομένη διηλεκτρικής απώλειας. (3) Τάση διάσπασης και διηλεκτρική ισχύς: Η διάσπαση συμβαίνει όταν ένα μονωτικό υλικό διασπάται κάτω από ένα ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο, χάνοντας τις μονωτικές του ιδιότητες και γίνεται αγώγιμο. Η τάση στην οποία συμβαίνει η διάσπαση ονομάζεται τάση διάσπασης (διηλεκτρική ισχύς). Η διηλεκτρική ισχύς είναι ο λόγος της τάσης στην οποία λαμβάνει χώρα η διάσπαση υπό καθορισμένες συνθήκες προς την απόσταση μεταξύ των δύο ηλεκτροδίων που υπόκεινται στην εφαρμοζόμενη τάση. είναι η τάση διάσπασης ανά μονάδα πάχους. Γενικά, για μονωτικά υλικά, οι υψηλότερες τιμές τάσης διάσπασης και διηλεκτρικής αντοχής είναι καλύτερες.
(4) Αντοχή σε εφελκυσμό: Αυτή είναι η μέγιστη τάση εφελκυσμού που μπορεί να αντέξει ένα δείγμα σε μια δοκιμή εφελκυσμού. Είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη και αντιπροσωπευτική δοκιμή για τις μηχανικές ιδιότητες των μονωτικών υλικών.
(5) Αντίσταση στη φλόγα: Αναφέρεται στην ικανότητα ενός μονωτικού υλικού να ανθίσταται στην καύση όταν έρχεται σε επαφή με φλόγα ή να αποτρέπει περαιτέρω καύση όταν αφαιρείται από τη φλόγα. Με την αυξανόμενη εφαρμογή των μονωτικών υλικών, οι απαιτήσεις για την αντοχή τους στη φλόγα γίνονται όλο και πιο σημαντικές. Οι άνθρωποι χρησιμοποιούν διάφορα μέσα για να βελτιώσουν και να ενισχύσουν την αντοχή στη φλόγα των μονωτικών υλικών. Υψηλότερη αντίσταση στη φλόγα σημαίνει καλύτερη ασφάλεια.
(6) Αντοχή στο τόξο: Υπό καθορισμένες συνθήκες δοκιμής, η ικανότητα ενός μονωτικού υλικού να αντέχει τη δράση ενός ηλεκτρικού τόξου κατά μήκος της επιφάνειάς του. Κατά τη διάρκεια της δοκιμής, χρησιμοποιείται ένα μικρό ρεύμα με υψηλή τάση AC. Το τόξο που δημιουργείται μεταξύ των δύο ηλεκτροδίων από την υψηλή τάση χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της αντίστασης τόξου του μονωτικού υλικού μετρώντας τον χρόνο που απαιτείται για να σχηματιστεί ένα αγώγιμο στρώμα στην επιφάνεια του μονωτικού υλικού. Όσο μεγαλύτερη είναι η χρονική τιμή, τόσο καλύτερη είναι η αντίσταση του τόξου.
(7) Σφράγιση: Παρέχει καλή σφράγιση και απομόνωση έναντι λαδιού και νερού. Οι τέσσερις θεμελιώδεις σταθερές που επηρεάζουν τα διηλεκτρικά είναι: Διηλεκτρική σταθερά: αναφέρεται στη μετάδοση, αποθήκευση ή καταγραφή ηλεκτρικής ενέργειας με τρόπο ηλεκτρικής πόλωσης. Αγωγιμότητα: αναφέρεται στο ρεύμα διαρροής του διηλεκτρικού υπό τη δράση ηλεκτρικού πεδίου. Διηλεκτρική απώλεια: είναι η απώλεια ηλεκτρικής ενέργειας του διηλεκτρικού υπό τη δράση ηλεκτρικού πεδίου. Διηλεκτρική ισχύς: αναφέρεται στην πιθανή βλάβη στο διηλεκτρικό υπό ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο.
