天然橡膠板因其的物理和化學性質,在電力設備中作為絕緣材料有著廣泛的應用。其絕緣性能主要體現在以下幾個方面:
1. 優異的介電性能:天然橡膠具有較高的體積電阻率(通常在10^13 Ω·cm以上)和表面電阻率,能有效阻止電流的泄漏。其介電常數適中(約2.5-3.5),介質損耗角正切值相對較低(特別是在工頻下),這使得在交流電場中因介質極化產生的能量損耗較小,發熱量低,有助于維持絕緣的長期穩定性。天然橡膠的電氣強度(擊穿場強)也較高,能夠承受一定的電壓而不被擊穿,這對于低壓至中壓設備的絕緣尤為重要。
2. 良好的物理機械性能:天然橡膠具有極高的彈性和柔韌性。這種特性使其能夠緊密貼合設備表面或填充縫隙,形成有效的物理絕緣屏障,防止導體間或導體與地之間的短路。其良好的拉伸強度和撕裂強度也保證了絕緣層在設備安裝、運行或受到機械應力時不易破損,維持絕緣的完整性。
3. 一定的密封防護作用:橡膠的彈性使其能提供良好的密封效果,不僅能隔絕電流,還能在一定程度上阻擋灰塵、潮氣和其他污染物的侵入。這對于保護內部電氣元件、防止沿面爬電和絕緣受潮劣化至關重要。其憎水性也有助于改善表面絕緣狀態。
4. 易于加工成型:天然橡膠可以通過硫化等工藝方便地加工成各種形狀和尺寸的板材、墊片、密封圈等,適應不同電力設備部件的絕緣需求。
然而,天然橡膠作為絕緣材料也存在一些局限性:
* 耐熱性有限:天然橡膠的長期使用溫度上限通常不超過70-80°C。在高溫環境下,橡膠會加速老化、硬化、龜裂,導致絕緣性能急劇下降甚至喪失。因此,它不適用于高溫電力設備或發熱量大的部位。
* 耐油性和耐溶劑性差:天然橡膠容易被石油基的油脂、燃料和某些溶脹或溶解,導致其物理機械性能和絕緣性能嚴重劣化。在有油污或溶劑存在的環境中應避免使用。
* 耐臭氧和耐候性不佳:暴露在空氣中,特別是在臭氧環境下,天然橡膠容易發生臭氧龜裂。長期暴露在紫外線、氧氣中也會加速其老化過程,降低使用壽命。
* 純度要求高:天然橡膠中可能存在的雜質、水分或硫化過程中的副產物都會影響其絕緣性能。用于絕緣的橡膠板必須經過嚴格的純化和質量控制。
總結:
天然橡膠板憑借其良好的絕緣電阻、適中的介電性能、優異的彈性和密封性,在中低壓電力設備中(如配電柜絕緣墊、電纜接頭密封、變壓器密封墊、低壓開關絕緣襯墊等)是一種常用且有效的絕緣材料。它特別適合于需要良好彈性和密封性的場合。但在選用時,必須充分考慮其工作環境(溫度、油污、臭氧、紫外線等),確保其性能能夠滿足長期運行的要求。對于高溫、油污或嚴苛戶外環境,通常需要選用耐熱性、耐油性、耐候性更好的合成橡膠(如乙丙橡膠、硅橡膠)或其他絕緣材料。
