Электроизоляционными материалами, или диэлектриками, называют такие материалы, с помощью которых осуществляют изоляцию, т. е. препятствуют утечке электрического тока между какими-либо токопроводящими частями, находящимися под разными электрическими потенциалами. Диэлектрики имеют очень большое электрическое сопротивление.
По химическому составу диэлектрики делят на органические и неорганические. Основным элементов в молекулах всех органических диэлектриков является углерод. В неорганических диэлектриках углерода нет. Наибольшей нагревостойкостью обладают неорганические диэлектрики (слюда, керамика и др.).
По способу получения различают естественные (природные) и синтетические диэлектрики. Синтетические диэлектрики могут быть созданы с заданным комплексом электрических и физико-химических свойств, поэтому они широко применяются в электротехнике.
По строению молекул диэлектрики делят на неполярные (нейтральные) и полярные. Нейтральные диэлектрики состоят из электрически нейтральных атомов и молекул, которые до воздействия на них электрического поля не обладают электрическими свойствами. Нейтральными диэлектриками являются: полиэтилен, фторопласт-4 и др. Полярные, или дипольные, диэлектрики состоят из полярных молекул-диполей. Последние вследствие асимметрии своего строения обладают начальным электрическим моментом еще до воздействия на них силы электрического поля. К полярным диэлектрикам относятся бакелит, поливинилхлорид и др. По сравнению с нейтральными диэлектриками полярные имеют более высокие значения диэлектрической проницаемости, а также немного повышенную проводимость.
По агрегатному состоянию диэлектрики бывают газообразными, жидкими и твердыми. Самой большой является группа твердых диэлектриков.
Большое применение в электротехнике получили пленочные электроизоляционные материалы, изготавливаемые из полимеров. К ним относятся пленки (полистирольные, лавсановые, полихлорвиниловые, пленки из фторопласта-4 и т.д. ) и ленты.
В качестве электроизоляционных материалов используются также лаки и эмали. Лаки — это растворы пленкообразующих веществ: смол, битумов, высыхающих масел, эфиров целлюлозы или композиций этих материалов в органических растворителях. В процессе сушки лака из него испаряются растворители, а в лаковой основе происходят физико-химические процессы, приводящие к образованию лаковой пленки. Эмали представляют собой лаки с введенными в них пигментами — неорганическими наполнителями (окись цинка, двуокись титана, железный сурик и др.). Пигменты вводятся с целью повышения твердости, механической прочности, влагостойкости и других свойств эмалевых пленок. Эмали относятся к покровным материалам.
В качества электроизоляционных материалов применяют масляные лаки (на основе льняного и тунгового масла), масляно-битумные, водоэмульсионные, кремнийорганические лаки и эмали, лаки и эмали на основе эпоксидных смол и др.
Электроизоляционные компаунды представляют собой изоляционные составы, которые в момент использования бывают жидкими, а затем отвердевают. Компаунды не имеют в своем составе растворителей. Их применяют для пропитки обмоток электрических машин и аппаратов, для заливки полостей в кабельных муфтах, а также в электромашинах и приборах с целью герметизации.
Гетинакс, текстолит и стеклотекстолит являются важнейшими из слоистых электроизоляционных пластмасс. Электроизоляционные резины применяют для изоляции токопроводящей жилы проводов и кабелей, для изготовления специальных перчаток и обуви. Их получают из неполярных каучуков (натурального, синтетического теплостойкого, бутилкаучука и т.д.).
К минеральным электроизоляционным материалам относятся горные породы: слюда, мрамор, базальт и др. Также к этой группе относятся материалы, получаемые из портландцемента и асбеста (асбоцемент и асбопласт). Вся на группа неорганических диэлектриков отличается высокой стойкостью к электрической дуге и обладает достаточно высокими механическими характеристиками. Минеральные диэлектрики (кроме слюды и базальта) поддаются механической обработке за исключением нарезания резьбы. Основным недостатком многих минеральных диэлектриков (за исключением слюды) является невысокий уровень их электрических характеристик, вызванный наличием большего количества пор и оксидов железа. Такое явление позволяет использовать минеральные диэлектрики только в условиях низкого напряжения.
В большинстве случаев нее минеральные диэлектрики, кроме слюды и базальта, перед применением пропитывают парафином, битумом, бакелитовыми смолами и др. Наибольший эффект достигается при пропитке уже механически обработанных минеральных диэлектриков (панели, перегородки, камеры и т.д.). Мрамор и изделия из него не переносят резких изменений температуры и растрескиваются.
Электрокерамические материалы представляют собой искусственные твердые тела, получаемые в результате термической обработки (обжига) исходных керамических масс, состоящих из различных минералов (глины, талька и др.) и других веществ, взятых в определенном соотношении. Из керамических масс получают различные электрокерамические изделия: изоляторы, конденсаторы и др. Наряду с электрокерамическими материалами многие типы изоляторов изготавливают из стекла. Большинство типов изоляторов высокого напряжения изготавливают из закаленного стекла. Закаленные стеклянные изоляторы по своей механической прочности превосходят фарфоровые изоляторы.