Genel bilgiler
Yalıtım malzemeleri (elektrik yalıtım malzemeleri), elektrik yalıtımı amacına hizmet eden dielektriklerdir. Aslında elektrik yalıtım malzemeleri, doğru veya alternatif akımın akışını engelleyecek şekilde tasarlanmıştır.
Elektrik yalıtım malzemeleri elektrik, radyo mühendisliği ve elektronik alet ve cihazlarda kullanılır.
Elektrik yalıtım malzemeleri için yüksek hacim direnci, yüksek arıza voltajı, düşük dielektrik kayıp tanjantı ve düşük dielektrik sabiti tercih edilir. Yukarıdaki parametrelerin zaman ve sıcaklıkta ve bazen de elektrik alanının frekansında kararlı olması önemlidir.
Elektrik yalıtım malzemeleri aşağıdakilere ayrılabilir:
Maddenin haline göre:
· Gaz halindeki malzemeler
· Sıvı malzemeler
· Katı malzemeler
Menşeine göre:
· Doğal inorganik malzemeler
· Yapay inorganik malzemeler
· Doğal organik malzemeler
· Sentetik organik malzemeler
Gaz halindeki malzemeler. Tüm gazlı elektrik yalıtım malzemeleri 1'e yakın bir dielektrik sabitine sahiptir ve dielektrik kayıp tanjantı da küçüktür, ancak arıza voltajı da düşüktür. Hava çoğunlukla gazlı bir yalıtkan olarak kullanılır, ancak son zamanlarda neredeyse üç kat daha fazla arıza voltajına ve önemli ölçüde daha yüksek ark bastırma kapasitesine sahip olan SF6 (kükürt heksaflorür, SF6) giderek daha fazla kullanılmaktadır. Bazen elektrik yalıtım malzemeleri yapmak için gazlı ve organik malzemelerin bir kombinasyonu kullanılır.
Sıvı malzemeler – çoğunlukla transformatörlerde, anahtarlarda, kablolarda, elektrik yalıtımı girişlerinde ve kapasitörlerde kullanılır. Ayrıca transformatörlerde bu dielektrikler aynı zamanda soğutucu sıvılardır ve anahtarlarda da ark söndürücü olarak görev yaparlar. Transformatör yağı, kondansatör yağı, hint yağı ve sentetik sıvılar öncelikle sıvı dielektrik malzemeler olarak kullanılır.
Doğal inorganik malzemeler — en yaygın malzeme mikadır, mukavemeti korurken esnektir, iyi bölünür, bu da ince levhaların elde edilmesini mümkün kılar. Kimyasallara ve ısıya dayanıklıdır. Muskovit ve flogopit elektrik yalıtım malzemeleri olarak kullanılır, ancak muskovit yine de daha iyidir.
Yapay inorganik malzemeler: düşük alkali cam, fiberglas ve seramik cam iyi bir yalıtım direncine sahiptir, ancak ana elektrik yalıtım malzemesi hala porselendir (feldspatik seramikler). Bu seramik, yüksek voltajlı akım taşıyan tel izolatörleri, geçiş izolatörleri, burçlar vb. için yaygın olarak kullanılır. Ancak yüksek dielektrik kayıp tanjantı nedeniyle yüksek frekanslı izolatörler için uygun değildir. Diğer daha dar görevler için seramikler – forsterit, alümina, kordiyerit vb seramikler kullanılır.
Doğal organik malzemeler: son zamanlarda sentetik elektrik yalıtım malzemelerinin üretiminin yaygınlaşması nedeniyle kullanımları azalmaktadır. Aşağıdakiler ayırt edilebilir: selüloz, parafin, zift, kauçuk, amber ve diğer doğal reçineler; sıvı olanlar arasında hint yağı bulunur.
Sentetik organik malzemeler: Bu malzemenin çoğu, yüksek moleküler kimyasal bileşiklerden (plastiklerin yanı sıra elastomerlerden) gelir. Sentetik dielektrik sıvılar da vardır.