vật liệu kỹ thuật điện

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

GVHD : PHAN VÕ KIM ANH
NHÓM 8:
Bùi Thanh Ngọc
Phạm Thị Thanh Hường
Phạm Hoài Thương


NỘI DUNG CHÍNH

Tổng quan: Vật liệu điện
Chương 1: Vật liệu cách điện
I.Vật liệu cách điện khí
II.Vật liệu cách điện lỏng
III.Vật liệu cách điện rắn

Chương 2: Vật liệu dẫn điện
Chương 3: Vật bán dẫn

page 2/100


TỔNG QUAN

Khái niệm
 Vật liệu điện là gì?
Chất liệu dùng để sản suất các thiết bị sử dụng trong
lĩnh vực ngành điện.
Vật liệu dẫn điện, vật liệu cách điện, vật liệu bán dẫn và

vật liệu dẫn từ

Event

page 3/100


TỔNG QUAN

Phân loại vật liệu
 Lý thuyết phân vùng năng lượng
Sự khác nhau giữa các chất được giải thích nhờ vào lý
thuyết phân vùng năng lượng
Tất cả các vật liệu đều thuộc 1 trong 3 nhóm : Dẫn điện
, cách điện và bán dẫn.

Event

page 4/100


TỔNG QUAN
Mỗi 1 điện tử có 1 mức năng lượng nhất định
1. Vùng đầy: do các điện tử hóa trị của lớp ngoài cùng tập trung lại
2. Vùng dẫn : do các điện tử tự do có mức năng lượng cao hơn tập hợp lại
thành dải tự do
3. Vùng cấm : nằm giữa vùng đầy và vùng dẫn

page 5/100

TỔNG QUAN

page 6/100


CHƯƠNG I

 VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN
I. Vật liệu cách điện khí
II. Vật liệu cách điện lỏng
III. Vật liệu cách điện rắn

page 7/100


I. Vật liệu cách điện khí

Nội dung chính:
1. Các chất cách điện khí:
-

Không khí
Hidro
Nitơ
Khí SF6

1. Tính chất và ưu điểm khí SF6
2. Tác hại của khí SF6 và cách khắc phục

page 8/100


I. Vật liệu cách điện khí

1. Các chất cách điện khí
Không khí

Trong suốt,
không màu.
Không mùi,
không vị.

Khí SF6

Khí Nito

CCl2F2(Freon -12)

CF2, C2F6,C3F8

Khí H2

Khí Trơ

Điều kiện bình
thường chúng không
Nó là loại khí Không màu,
Có độ bền điện xấp
Có độ bền điện rất Nhẹ, tính dẫn điện

phản ứng với bất kì
không màu, không mùi,
xỉ Elagas,nhiệt độ sôi cao 8->10 lần so
và nhiệt dung
chất nào
không mùi,
không vị và
247,7oK(-30,5) khí
với so với không
cao .Làm cách
không cháy khá trơ,không Freon-12 gây ăn mòn khí,độ bền điện
điện cho máy điện Các khí trơ có nhiệt
và liên kết
tham gia các một số điện môi hửu tương đương với
cs lớn giảm ma
độ dẫn thấp ,độ bền
hóa học ổn
phản ứng hóa cơ
chất lỏng nhưng có sát ,tránh oxi hóa, điện kém Kc,Kr va Xe
định .
học ở nhiệt
klg riêng nhỏ hơn
hỏa hoạn khi
được dung trong công
độ thường .
chất lỏng,tính chịu chạm chập cuộn
nghiệp chế tạo đèn
Trong không
nhiệt cao bền vững dây
huỳnh quang

khí, Nitơ
chống già cõi
chiếm
78.03% về
thể tích.

page 9/100


I. Vật liệu cách điện khí

2. TÍnh chất và ưu điểm khí SF6
a.Tính chất:
- Tên đầy đủ của khí SF6: Sulphur hexafluoride
- SF6 loại khí không màu, không mùi, không độc, không cháy.
Khí này bình thường không gặp trong tự nhiên, nó phải do con
người điều chế ra.

page 10/100


I. Vật liệu cách điện khí

2. TÍnh chất và ưu điểm khí SF6
b. Ưu điểm
-Sử dụng để thu hồi nhiệt, làm mát, làm suy yếu hồ quang điện.
-SF6 có độ cách điện cao.
-Khí SF6 được ứng dụng rộng rãi trong Hệ thống điện: trạm GIS, máy cắt
cách điện SF6 (GCB), đường dây cách điện SF6 (GIL), tủ điện, năng lượng
gió, cách điện trong các thiết bị như máy biến dòng, máy biến áp.

Máy cắt ngoài trời ABB SF6 38Kv

Máy cắt trên cột điện 38Kv
page 11/100


I. Vật liệu cách điện khí

2. TÍnh chất và ưu điểm khí SF6
b. Ưu điểm

Trạm biến áp GIS 220/110kV Bình Tân

page 12/100


I. Vật liệu cách điện khí

2. Tác hại và cách khắc phục khí SF6
Hiện nay người ta cho rằng SF6 tồn tại lâu trong khí quyển đến 3200 năm,
và khả năng gây hiệu ứng nhà kính của SF6 lớn gấp 22.000 lần so với CO2.
Nghiên cứu mới đây thấy tuổi thọ của khí này có thể chỉ là 650 năm, và khả
năng gây ấm toàn cầu có thể chỉ lớn gấp 20.900 lần so với CO2.
Mặc dầu tác động hiệu ứng nhà kính của SF6 là tương đối nhỏ, cỡ 0,2%
nhưng Hội nghị về khí hậu toàn cầu năm 1997 tại Kyôtô vẫn liệt SF6 vào danh
mục các chất khí nhà kính cần phải theo dõi
CÁCH KHẮC PHỤC:
Các loại đầu dò (máy ngửi) xem ra ít tác dụng bởi vì phải đặt đầu dò sát gần
với chỗ rò rỉ mới phát hiện được. Với thiết bị đóng cắt 500 kV

Công nghệ máy ảnh hồng ngoại sử dụng công nghệ scan chủ động đã được
thực hiện nhưng đến nay mức độ thành công còn hạn chế.

page 13/100


I. Vật liệu cách điện khí

2. Tác hại và cách khắc phục khí SF6

page 14/100


II. Vật liệu cách điện lỏng

Nội dung chính:
1. Tính chất các loại dầu cách điện:
2. Một số ví dụ về dầu cách điện

page 15/100


II. Vật liệu cách điện lỏng

1. Tính chất các loại dầu các điện
1. Dầu biến áp
Chức năng:
Làm mát và cách điện của máy biến áp.
Làm cách điện và dập tắt hồ quang trong máy cắt dầu.
Dầu máy biến áp còn đổ vào đầu ra của cáp, biến trở và rất nhiều thiết bị khác.

Ưu điểm:
Có thể xâm nhập vào các khe rãnh hẹp.
Có độ bền cách điện cao trong trường hợp dầu chất lượng cao có thể đạt tới 160Kv/cm.
Dầu có tính phục hồi cách điện
Nhược điểm:
Ở nhiệt cao dầu tạo những bọt khí => độ nhớt, tính năng cách điện và làm mát bị giảm
sút.
Dễ cháy và khi cháy phát sinh ra khói đen, hơi dầu bốc lên hòa lẫn cùng với không khí
làm thành hỡn hợp nổ.
page 16/100


II. Vật liệu cách điện lỏng

1. Tính chất các loại dầu các điện
2. Dầu dùng cho cáp
• Tẩm trong các giấy => làm mát và tăng độ bền điện.
• Để tẩm cho cáp dưới 35kV có vỏ nhôm hoặc chỉ dùng loại dầu có độ
nhớt cao, không nhỏ hơn 23mm2/s ở nhiệt độ 1000C. để tăng độ nhợt
người ta còn dùng thêm nhựa thông cho vào dầu.

Event

page 17/100


II. Vật liệu cách điện lỏng

1. Tính chất các loại dầu các điện
3. Một số chất lỏng hữu cơ

a. Dầu sovol ( C12H5Cl5)
•Không cháy nhưng rất độc.
•Do có cực nên tính cách điện của nó bị ảnh hưởng rất nhiều bởi tạp chất.
•Khi nhiệt độ giảm, hằng số điện môi giảm nên điện dung của tụ điên giảm.
b. Chất lỏng silic hữu cơ.
•Hút nước và tính chịu nhiệt cao, giá thành cao, hằng số điện môi biến đổi lớn, nhiệt độ
làm việc lâu dài 2500C.
c. Chất lỏng Flo hữu cơ.
•Có tính chiu nhiệt cao, độ bền điện cao, hơi của chất lỏng flo bền vững ở thể khí.
•Độ nhớt thấp nên rất dễ tẩm cho vật liệu xốp, có độ nở nhiệt cao và bốc hơi mạnh nên
thiết bị chứa chất lỏng flo phải rất kín.
•Tản nhiệt cao hơn dầu biến áp và chất lỏng silic hữu cơ.
•Không cháy và chịu được hồ quang.
•Giá thành cao.

Event

page 18/100


II. Vật liệu cách điện lỏng

2. Một số ví dụ về dầu cách điện
Dầu cách điện máy biến áp
SUPERTRANS

•Dầu cách điện được pha chế từ dầu gốc, tinh chế bằng dung môi và
hydro
•Sử dụng cho máy biến áp, bộ ngắt điện, tụ điện..Cách điện tuyệt vời
cho các thiết bị điện

•Dầu không gây tác hại lớn cho sức khoẻ và an toàn nhưng cần được
bảo quản và sử dụng cẩn thận

Event

page 19/100


II. Vật liệu cách điện lỏng
TÊN DẦU
CÁCH ĐIỆN

ĐẶC TÍNH KĨ THUẬT

Dầu Cách
Điện Nynas
Nytro Gemini
X

Dùng cho máy biến thế 110-220KV(thụy
điển).Giúp kéo dài tuổi thọ của MBA tiết
kiệm chi phí tối đa.Đáp ứng tiêu chuẩn
60296(03),IEC 62535,DIN 51353,Không
phát hiện theo phương pháp GC-AED
và IEC 61619:1997

Dầu Cách
Điện Nynas
Nytro 10XN

Dùng cho MBA 500KV trở lên và các
thiết bị làm việc ở điều kiện ngặt nghèo,
tải cao(Thụy Điển)đáp ứng tiêu chuẩn
IEC 60296 (03), các ứng dụng đặc biệt
và ASTM D3487 loại II.

Dầu Cách
Điện Nynas
Nytro Libra

Không kháng ô-xi hóa, đáp ứng tiêu
chuẩn kỹ thuật chung IEC 60296

Dầu Cách
Điện Nynas
Nytro Izar II

Đáp ứng tiêu chuẩn ASTM D3487 loại
II,kéo dài tuổi thọ máy biến thế với sự
bảo trì ít hơn.(Hoa Kì)

Event

page 20/100


page 21/100


III. Vật liệu cách điện rắn

Nội dung chính:

page 22/100


NHỰA EPOXY

1
2
3
page 23/100


NHỰA EPOXY

page 24/100


NHỰA EPOXY
Tổng kết tính chất chung của nhựa epoxy

page 25/100