Độ bền điện môi của vật liệu cách điện

độ-bền-điện-môi

Độ bền điện môi của vật liệu cách điện được định nghĩa là điện trường lớn nhất mà nó có thể chịu được, nghĩa là không bị đánh thủng và trở nên dẫn điện qua đường dẫn bị đánh thủng. Độ bền điện môi cũng có thể được hiểu là điện áp lớn nhất mà vật liệu cách điện có thể chịu được cho tới khi nó bị điện áp đánh thủng/ làm cháy/ làm phân hủy kết cấu bên trong của vật liệu.

Độ bền điện môi được tính theo điện áp trên mỗi đơn vị độ dày (thường là V/mm – Volts trên milimeter), giá trị này càng cao thì khả năng cách điện của vật liệu đó càng lớn.

Đo cường độ điện môi

Các thử nghiệm tiêu chuẩn thường được sử dụng nhất để tính toán độ bền điện môi của một vật liệu cách điện là ASTM D149 hoặc IEC 60243-1, chủ yếu theo 3 phương pháp sau:

  • Phương pháp thời gian ngắn (Short time): Trong phương pháp này, điện áp được đặt ở hai mặt của vật liệu và tăng liên tục cho đến khi vật liệu bị đánh thủng/ bị cháy hoặc xảy ra sự phân hủy bên trong vật liệu, tổng thời gian diễn ra từ 10s – 20s là thỏa đáng. Tốc độ tăng điện áp chọn một trong các giá trị: 100V/s, 200V/s, 500V/s, 1000V/s, 2000V/s, 5000V/s…
  • Phương pháp tăng tốc độ chậm (Slow rate of rise): Điện áp ban đầu = 40% điện áp đánh thủng và tăng dần cho đến ngưỡng bị đánh thủng sao cho tổng thời gian từ 120s – 240s. Tốc độ tăng điện áp chọn một trong các giá trị: 2V/s, 5V/s, 10V/s, 50V/s, 100V/s, 200V/s, 500V/s, 1000V/s…
  • Nếu thời gian diễn ra từ 300 – 600s thì được coi như phương pháp tăng tốc độ rất chậm.

Độ dày mẫu thử: Mẫu thử được khuyến khích có độ dày 4 inches hoặc lớn hơn.

Yếu tố ảnh hưởng độ bền điện môi

  • Độ bền điện môi của vật liệu cách nhiệt thường giảm khi nhiệt độ tăng: Cần lưu ý là dưới nhiệt độ phòng, độ bền điện môi về cơ bản không phụ thuộc vào sự thay đổi nhiệt độ;
  • Tải trọng cơ học có ảnh hưởng rõ rệt đến độ bền điện môi: Vì ứng suất cơ học có thể tạo ra các lỗ hổng bên trong và trở thành đường dẫn điện, vật liệu cách điện phải chịu thêm tải trọng cơ học cũng khiến giá trị độ bền điện môi bị giảm;
  • Độ bền điện môi của vật liệu cách điện bị ảnh hưởng bởi các chi tiết chế tạo. Ngay cả những khuyết tật trông rất nhỏ đôi khi cũng có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến độ bền điện môi của vật liệu cách điện và có thể khiến độ bền của nó giảm nó đi 30 – 40%.

Giá trị độ bền điện môi

Độ bền điện môi của không khí là khoảng 3kV/mm, của XLPE là khoảng 21kV/mm nghĩa là về lý thuyết cáp có cách điện XLPE 10mm có thể tải điện áp 210kV.

Tham khảo

Vật liệu Polymer
Giá trị nhỏ nhất (kV/mm) Giá trị lớn nhất (kV/mm)
ABS – Acrylonitrile Butadiene Styrene 15.70 34.00
ABS Flame Retardant 24.00 35.40
ABS High Heat 12.00 20.00
ABS High Impact 12.00 20.00
ABS/PC Blend – Acrylonitrile Butadiene Styrene/Polycarbonate Blend 15.00 70.00
ABS/PC Blend 20% Glass Fiber 29.90 30.00
Amorphous TPI Blend, Ultra-high heat, Chemical Resistant (Standard Flow) 54.00 54.00
Amorphous TPI, Moderate Heat, Transparent 17.00 17.00
Amorphous TPI, Moderate Heat, Transparent (Food Contact Approved) 17.00 17.00
Amorphous TPI, Moderate Heat, Transparent (Mold Release grade) 14.00 14.00
Amorphous TPI, Moderate Heat, Transparent (Powder form) 17.00 17.00
ASA – Acrylonitrile Styrene Acrylate 40.00 105.00
ASA/PC Blend – Acrylonitrile Styrene Acrylate/Polycarbonate Blend 80.00 95.00
ASA/PC Flame Retardant 90.00 90.00
CA – Cellulose Acetate 8.00 15.00
CAB – Cellulose Acetate Butyrate 10.00 16.00
CP – Cellulose Proprionate 12.00 18.00
CPVC – Chlorinated Polyvinyl Chloride 50.00 60.00
ECTFE – Ethylene ChloroTriFluoroEthylene 14.00 14.00
ETFE – Ethylene Tetrafluoroethylene 7.870 7.870
EVA – Ethylene Vinyl Acetate 27.00 28.00
FEP – Fluorinated Ethylene Propylene 22.00 79.00
HDPE – High Density Polyethylene 17.00 24.00
HIPS – High Impact Polystyrene 12.00 24.00
HIPS Flame Retardant V0 33.00 35.00
Ionomer (Ethylene-Methyl Acrylate Copolymer) 40.00 40.00
LCP – Liquid Crystal Polymer 32.00 39.00
LCP Glass Fiber-reinforced 22.00 30.00
LCP Mineral-filled 26.00 35.00
LDPE – Low Density Polyethylene 16.00 28.00
MABS – Transparent Acrylonitrile Butadiene Styrene 34.00 37.00
PA 11 – (Polyamide 11) 30% Glass fiber reinforced 40.00 40.00
PA 11, Conductive 24.00 55.00
PA 11, Flexible 24.00 55.00
PA 11, Rigid 24.00 55.00
PA 12 (Polyamide 12), Conductive 24.00 55.00
PA 12, Fiber-reinforced 24.00 55.00
PA 12, Flexible 24.00 55.00
PA 12, Glass Filled 24.00 55.00
PA 12, Rigid 24.00 55.00
PA 46 – Polyamide 46 15.00 25.00
PA 46, 30% Glass Fiber 25.00 35.00
PA 6 – Polyamide 6 10.00 20.00
PA 6-10 – Polyamide 6-10 16.00 26.00
PA 66 – Polyamide 6-6 20.00 30.00
PA 66, 30% Glass Fiber 25.00 25.00
PA 66, 30% Mineral filled 25.00 30.00
PA 66, Impact Modified, 15-30% Glass Fiber 11.80 21.00
PA 66, Impact Modified 18.00 90.00
PA 66, Carbon Fiber, Long, 30% Filler by Weight 1.300 1.300
PAI – Polyamide-Imide 23.60 24.00
PAI, 30% Glass Fiber 27.60 34.00
PAR – Polyarylate 17.00 17.00
PARA (Polyarylamide), 30-60% glass fiber 23.70 30.00
PBT – Polybutylene Terephthalate 15.00 30.00
PBT, 30% Glass Fiber 50.00 50.00
PC (Polycarbonate) 20-40% Glass Fiber 20.00 20.00
PC (Polycarbonate) 20-40% Glass Fiber Flame Retardant 17.00 38.00
PC – Polycarbonate, high heat 16.00 35.00
PCTFE – Polymonochlorotrifluoroethylene 21.00 24.00
PE – Polyethylene 30% Glass Fiber 19.70 19.70
PEEK – Polyetheretherketone 20.00 20.00
PEEK 30% Carbon Fiber-reinforced 18.50 19.00
PEEK 30% Glass Fiber-reinforced 15.00 24.00
PEI – Polyetherimide 28.00 33.00
PEI, 30% Glass Fiber-reinforced 25.00 30.00
PEI, Mineral Filled 20.00 25.00
PEKK (Polyetherketoneketone), Low Cristallinity Grade 23.60 23.60
PESU – Polyethersulfone 16.00 80.00
PESU 10-30% glass fiber 14.60 40.00
PET – Polyethylene Terephthalate 60.00 60.00
PET, 30% Glass Fiber-reinforced 16.80 22.50
PETG – Polyethylene Terephthalate Glycol 45.00 45.00
PFA – Perfluoroalkoxy 2.100 2.200
PGA – Polyglycolides 34.00 80.00
PI – Polyimide 22.00 27.60
PMMA – Polymethylmethacrylate/Acrylic 15.00 22.00
PMMA (Acrylic) High Heat 18.70 20.00
PMMA (Acrylic) Impact Modified 15.00 60.00
PMP – Polymethylpentene 28.00 30.00
PMP 30% Glass Fiber-reinforced 23.60 23.60
PMP Mineral Filled 23.60 23.60
POM – Polyoxymethylene (Acetal) 13.80 20.00
POM (Acetal) Impact Modified 19.00 19.00
POM (Acetal) Low Friction 16.00 16.00
PP – Polypropylene 10-20% Glass Fiber 30.00 45.00
PP, 10-40% Mineral Filled 30.00 70.00
PP, 10-40% Talc Filled 30.00 70.00
PP, 30-40% Glass Fiber-reinforced 30.00 45.00
PP (Polypropylene) Copolymer 20.00 28.00
PP (Polypropylene) Homopolymer 20.00 28.00
PP, Impact Modified 20.00 28.00
PPA – Polyphthalamide 20.80 20.90
PPA, 30% Mineral-filled 20.00 22.00
PPA, 33% Glass Fiber-reinforced 20.00 22.00
PPA, 33% Glass Fiber-reinforced – High Flow 18.00 20.00
PPA, 45% Glass Fiber-reinforced 22.00 24.00
PPE – Polyphenylene Ether 20.00 22.00
PPE, 30% Glass Fiber-reinforced 22.00 22.00
PPE, Flame Retardant 16.00 25.00
PPE, Impact Modified 1.000 1.100
PPS – Polyphenylene Sulfide 11.00 24.00
PPS, 20-30% Glass Fiber-reinforced 13.80 17.00
PPS, 40% Glass Fiber-reinforced 17.00 17.00
PPS, Glass fiber & Mineral-filled 13.00 13.00
PPSU – Polyphenylene Sulfone 14.20 20.00
PS (Polystyrene) 30% glass fiber 15.00 19.70
PS (Polystyrene) Crystal 16.00 28.00
PSU – Polysulfone 15.00 10.00
PSU, 30% Glass finer-reinforced 16.90 40.00
PTFE – Polytetrafluoroethylene 17.00 24.00
PTFE, 25% Glass Fiber-reinforced 20.00 20.00
PVC, Plasticized 10.00 30.00
PVC, Plasticized Filled 10.00 30.00
PVC Rigid 10.00 40.00
PVDF – Polyvinylidene Fluoride 10.00 27.00
SAN – Styrene Acrylonitrile 12.00 24.00
SAN, 20% Glass Fiber-reinforced 19.70 20.00
SMA – Styrene Maleic Anhydride 16.00 16.00
SMA, 20% Glass Fiber-reinforced 21.00 21.00
SMMA – Styrene Methyl Methacrylate 19.70 19.70
UHMWPE – Ultra High Molecular Weight Polyethylene 28.00 28.00

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.