Izolačný materiál je jedným z najdôležitejších materiálov v transformátoroch a jeho výkon a kvalita priamo ovplyvňujú spoľahlivosť prevádzky transformátora a životnosť transformátorov. V posledných rokoch sa v transformátorových výrobkoch neustále používajú nové izolačné materiály.
S rýchlym rozvojom vedy a techniky sa stále viac rozširuje aplikácia elektrických zariadení, ako sú motory a transformátory. Spoľahlivosť a životnosť prevádzky transformátora do značnej miery závisia od použitých izolačných materiálov. Pracovníci zaoberajúci sa návrhom a výrobou transformátorov čoraz viac oceňujú izolačné materiály.
V posledných dvoch desaťročiach sa neustále objavovali a vyvíjali nové produkty, technológie a teórie v oblasti izolačných materiálov transformátorov, čím sa materiály na izolácie transformátorov a ich aplikácie stali veľmi dôležitou disciplínou.
Izolačné materiály, tiež známe ako dielektrika, sú materiály s vysokým elektrickým odporom a nízkou vodivosťou. Izolačné materiály možno použiť na izoláciu vodičov s nábojom alebo rôznym potenciálom, čo umožňuje prúdenie prúdu v určitom smere. V transformátorových výrobkoch zohrávajú izolačné materiály tiež úlohu pri rozptyle tepla, chladení, podpore, fixácii, zhášaní oblúka, zlepšovaní gradientu potenciálu, odolnosti voči vlhkosti, odolnosti voči plesniam a ochrane vodičov.
Izolačné materiály sú klasifikované podľa úrovne napätia: vo všeobecnosti sa delia na Y (90 stupňov), A (105), E (120 stupňov), B (130 stupňov), F (155 stupňov), H (180 stupňov) a C (vyššie ako 180 stupňov).
Úroveň tepelného odporu izolačného materiálu transformátora sa vzťahuje na maximálnu teplotu, ktorú môže izolačný materiál v transformátore vydržať. Pri správnom použití izolačných materiálov je zaručená životnosť 20 rokov. V opačnom prípade sa životnosť zníži podľa zákona o 8 stupňoch (za každých 8 stupňov zvýšenie teploty izolácie triedy A sa životnosť zníži na polovicu, pre izoláciu B je to o 10 stupňov a pre H- stupeň je 12 stupňov Tento zákon je známy ako 8 stupňový zákon tepelného starnutia). Tepelná odolnosť izolačných materiálov zložených z polymérov je o polovicu nižšia ako tepelná odolnosť neelektromechanických médií. Výkon izolačných materiálov úzko súvisí s ich molekulárnym zložením a štruktúrou.
Existuje mnoho typov izolačných materiálov pre transformátory, ktoré možno vo všeobecnosti rozdeliť na plynové izolačné materiály, kvapalné izolačné materiály a pevné izolačné materiály podľa ich foriem.
Štyri základné parametre elektrického výkonu transformátorových izolačných materiálov.
Štyri základné parametre elektrického výkonu transformátorových izolačných materiálov zahŕňajú izolačný odpor, dielektrický koeficient, dielektrický stratový faktor a izolačnú pevnosť.
izolačný odpor
Pod pojmom izolačný odpor sa rozumie odpor izolačného materiálu, ktorý sa pri pôsobení jednosmerného napätia dlhodobo aplikuje a spôsobuje, že nabíjací prúd a absorpčný prúd na vedení zmizne. Hodnota odporu, keď prechádza iba zvodový prúd, je všeobecne definovaná ako hodnota odporu nameraná po pridaní napätia počas jednej minúty, čo je hodnota izolačného odporu. Pre vysokonapäťové a veľkokapacitné transformátory je pri meraní izolačného odporu špecifikované použiť napätie 10 minút.