在电机运行过程中，绕组的稳定性和耐用性至关重要，而这些性能的优劣在很大程度上取决于绝缘材料的性能。绝缘材料的基本性能需满足电气、耐热和机械三大方面。本文将深入探讨绝缘材料的电气性能，涵盖击穿强度、绝缘电阻率、介电系数和介质损耗等关键指标。
首先，我们来看绝缘材料的击穿强度。这一性能可通过击穿厚度与击穿电压的比值来衡量，其单位为千伏/毫米。击穿类型主要分为电击穿、热击穿和放电击穿三种：
- 电击穿：在强电场作用下，绝缘内部带电质点剧烈运动，*终因分子结构破坏而击穿。电击穿电压与材料厚度成正比，且在均匀电场中，除非冲击电压持续时间短于10秒，电击穿强度通常与电压作用时间无关。
- 热击穿：在交变电场作用下，绝缘材料内部因介质损耗产生热量，若热量无法及时散出，会导致温度升高，进而破坏分子结构而击穿。热击穿电压随周围介质温度升高而降低，材料厚度增加和散热条件变差时，击穿强度也会降低；频率增加时，介质损耗增大，击穿强度同样下降。
- 放电击穿：在强电场作用下，绝缘材料内部的气泡因电离而放电，杂质加热气化产生气泡，进一步导致材料击穿。
实际上，绝缘材料的击穿往往同时涉及上述三种形式，难以完全区分。通过使用绝缘漆或胶液浸渍绝缘材料，可以有效改善电场分布和散热条件，从而提高电击穿和热击穿强度。
接下来，我们关注绝缘电阻率。绝缘材料在电压作用下存在微小漏导电流，该电流一部分流经材料内部，另一部分流经材料表面。因此，绝缘电阻率分为体积电阻率和表面电阻率。体积电阻率反映材料内部电导特性，单位为欧姆·米；表面电阻率反映材料表面电导特性，单位为欧姆。绝缘材料的体积电阻率通常在107~1019姆·米范围内。绝缘材料的电阻率受以下因素影响：
- 随温度升高，电阻率指数下降。
- 水分能促进极性分子的离解，因此绝缘电阻率随湿度增大而下降，对多孔材料（如绝缘纸）影响更为明显。极性材料等亲水物质易在表面形成连续水层，降低表面电阻；非极性材料（如陶瓷、聚四氟乙烯等）不易形成连续水层，对其表面电阻影响较小。
- 杂质产生导电离子，促进极性分子离解，使电阻率迅速下降。
- 在高电场强度下，离子迁移力增大，导致电阻率下降。
绝缘材料的介电系数表示电场作用下，绝缘材料内部电荷移动情况，即极化程度。一般而言，介电系数随电场频率升高而逐渐降低；随材料吸湿而增大；受温度影响，在某一温度下会出现峰值。
此外，绝缘材料的介质损耗在电场作用下，由于漏电和极化等原因产生能量损耗。介质损耗通常用损耗功率或损耗角正切表示。影响绝缘材料介质损耗的主要因素包括：
- 频率：损耗角正切在某一频率时出现高峰，此时单位体积内的介质损耗值P增长*快。
- 温度：频率不变时，损耗角正切在某一温度时出现峰值，此时吸收电流所产生的损耗*大。在低温区，漏导电流和吸收电流有功分量均很小，故损耗角正切很小；在高温区，吸收电流所产生的损耗消失，由漏导损耗决定。
- 电场强度：电场强度增加，损耗角正切也随之增大。当电压增加到某一值时，介质内部的气泡或电极边缘会出现局部游离现象，损耗角正切突然显著增大，这一电压值称为起始游离电压。工程上常利用起始游离电压的测量，检查绝缘结构内部存在的气隙情况，以控制绝缘质量。
对于皖南电机而言，绝缘材料的电气性能尤为重要。例如，皖南电机价格表 中提到的绝缘材料，需满足击穿电场强度和绝缘电阻等关键指标。根据电机类型不同，对其他电气性能的要求也各不相同。例如，高压电机的绝缘，要求绝缘材料介质损耗小、耐电晕性好，并需考虑铁心和导体之间的电场分布。
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