
一、得出结论:普通的电子产品是不能导电的
双壁热缩管一般是由外壁绝缘材料以及内层热熔胶构成,在设计上主要是为了实现绝缘、密封、防水以及机械防护的目的。在正常的状况下,它是不能导电的。外壁一般采用交联聚乙烯、聚偏氟乙烯、氟橡胶等材料制成,其体积电阻率非常高;内胶也属于绝缘型热熔胶,尽管其组成不同,但是通常情况下不会形成导电通路。所以把普通的双壁热缩管当成导体使用是错误的;把其作为绝缘防护用品来使用,这是比较常见的做法。但是“可以绝缘”并不意味着在所有的场合下都能起到作用。绝缘是否可靠,要根据电压、温度、湿度、污染、机械损伤、安装工艺以及产品的认证来判断。不考虑上述因素的话,绝缘就有可能出现故障。
二、双壁结构:外壁和内胶分别起什么作用
双壁热缩管是由两个部分组成的。外壁要起绝缘、防磨、抗腐蚀、耐候性和机械防护的作用;内胶受热熔融后填入基材和管壁之间形成的空隙中,并且具有密封、防水、防尘以及黏合的功能。外壁的绝缘性来自于材料本身具有很高的电阻以及击穿能力。内胶的绝缘性能来自于配方的设计,但是内胶更主要的任务就是填充、密封。如果内胶没有完全熔化,密封不严的话,水分就会沿着界面渗透进去,从而降低绝缘电阻。如果外壁有破损,内胶露出的话,它的防护能力就会降低。所以双壁结构并不是简单的叠加,而是在于分工合作。绝缘靠外壁、密封靠内胶,二者一起决定了产品的可靠性。
第三部分:绝缘如何用指标来衡量
绝缘并不是说“不导电”,而是指在一定条件下,物体能够阻止电流通过的能力。常用的参数有体积电阻率、表面电阻率、击穿电压、介电强度、耐电弧、耐漏电起痕、介电常数和介质损耗等。体积电阻率越大,则表示该物质内部不容易传导电流;击穿电压大,则可以承受更大的电场强度;耐漏电起痕好,在污染、潮湿的情况下不容易产生导电通路。热缩管要根据壁厚以及收缩后的真实厚度来选择。壁厚越小,击穿电压一般也越小。爬电距离、电气间隙也是很重要的。如果端部没有密封好,水汽就会进入到里面,使得表面电阻降低,从而产生沿面放电。在高频的情况下还要注意介电损耗以及局部放电。所以要判断一个绝缘体是不是可靠的,并不是单单依靠它的材料名称就可以做到的,还要看完整的数据以及实际情况中的结构。
四、哪些情况下会使绝缘失效
第一种是机械损伤。尖锐的边缘、毛刺、磨损、切割等都会使管道变薄或者被割破。第二,过热。当温度高于材料的极限时,就会出现碳化、开裂、变脆以及绝缘性降低的现象。第三,污染。油污、灰尘、盐分、金属屑等附着在表面上,可能会产生导电层。第四,潮湿。水汽进入到界面中来,降低了绝缘电阻,并且产生腐蚀以及电化学迁移。第五、安装不到位。加热不够、收缩不一、端部翘起、内部胶体没有流动开来,就会形成通道。第六、电压偏高。大于产品的耐压值时,可能会击穿。第七、频率太高。高频的时候介质损耗会变大,在局部地方就会产生热量。第八、化学腐蚀。一些介质会溶胀、溶解或者破坏材料。第九,老化。长时间受到高温、氧气和紫外线的影响,材料的性能就会降低。第十、选择型号有误。使用低耐压、低耐温的产品来替代对性能有较高要求的产品。上述的情况都会使得原来没有导电性的热缩管失去绝缘的功能。
五、电压等级和频率对结果的影响
在低压环境下的信号线、控制线和低压电源等地方,双壁热缩管一般可以起到良好的绝缘效果。在中高压场合下,要选择相应的耐压等级,并且要考虑壁厚、层数、端部处理以及爬电距离等因素。在交流电压的作用之下,电场不断的变化着,局部放电也有可能逐渐地腐蚀材料。在直流电压的作用之下,空间电荷以及污染物可能会对产品的长久性造成影响。在高频的情况下,介电损耗以及趋肤效应会更加突出,普通的材料可能会出现过热的情况。在脉冲电压的作用下,陡波前可能会产生局部过电压。所以不能仅仅根据工作电压数值来判断,还需要考虑电压种类、频率、瞬态以及污染等级等因素。如果用在高压上的话,建议做耐压试验、局部放电试验等,并不能根据经验来判断。
六、温度和热老化的关系
温度对于绝缘的影响非常大。在低温的情况下,材料会变得比较坚硬,在弯曲的时候有可能会出现裂缝。在高温的作用下,材料会变得柔软起来,机械支撑也会随之减弱;长时间处于高温环境之下容易造成热老化现象,从而使得材料变得脆弱、褪色并且出现裂缝。经过高温老化之后,击穿电压可能会降低。如果导体出现过载发热的情况,热量会由内向外传递到热缩管中去,从而加快了导体的老化速度。温度循环会使得材料不断发生膨胀和收缩的过程,在此过程中界面处的应力增大,水分更容易渗透进来。所以选择的时候要留有温差的空间,不能一直靠近上限。安装的时候加热要均匀,不能让某个地方过热。过烧的地方可能会出现碳化现象,在碳化的区域中有可能会存在导电性。如果发现热缩管变硬、发脆、碳化,则需要更换,不能再作为绝缘使用。
七、湿度、污染和化学介质
湿度会成为绝缘体的大敌。水本身的导电能力比较弱,但是当它溶解了灰尘、盐分、酸碱之后,它的导电能力就会提高很多。水汽进入到界面之后会使绝缘电阻下降、产生金属腐蚀以及进行电化学迁移。污染有油污、金属粉末、碳粉等,它们可以构成导电通路。化学介质可能会导致材料膨胀、软化或者开裂,也有可能会抽取出一些添加剂来降低材料的性能。所以,在潮湿、户外、盐雾、化工环境下选择耐湿、耐介质的产品,并做好端部密封。内胶层可以填补空隙,但是如果基材不干净或者加热不够的话,密封仍然有可能会失效。在安装之前要对设备进行清洁、干燥和去毛刺处理,这是保证绝缘效果的重要环节。
第八条 机械损伤和安装缺陷
机械损伤是造成绝缘破坏的主要原因之一。振动、摩擦、弯曲、拉伸、压缩等都会对管道造成损害。尖锐的边角容易穿透热缩管。在安装的时候如果拉伸了管材,在收缩之后就会出现应力不均的情况,从而导致管子开裂。裁剪不平整、边缘处有毛边的地方也容易成为薄弱环节。加热不够、收缩不到位、管壁和基材之间存在空隙;温度过高使材料碳化。冷却方法不正确或者温度过高都会产生很大的内应力,从而导致材料开裂。所以安装要规范:清理基材、打磨倒角、选择合适的尺寸、均匀加热、自然冷却、检查端部。对动态部位要加防护套或者固定,以减小应力。
第九条 内胶层的作用和限制
内胶层可以填补空隙、密封防水、黏结固定,并且对于绝缘起到一定的辅助作用。可以防止水分沿着界面渗透进来,从而减轻腐蚀以及漏电的情况。但是内胶并不是万能的。如果内胶没有全部熔化,填充不够充分;如果内胶耐温差的话,在高温的时候就会出现流淌的情况;如果内胶和基材不相容,则粘接力差;如果内胶吸湿,在长时间的潮湿和高温环境下可能会导致性能降低。内胶颜色、厚度、流动温度要一致。双壁热缩管如果用在密封要求很高的接头上的话,那么它的两端就要全部被收缩住,使得胶液能够充分地流淌开来。如果用在高压绝缘上的话,内胶是不能代替外壁的耐压能力的,外壁壁厚和材料等级仍然是最重要的因素。
第十条 不同材料的绝缘特性
不同的材料具有不同的绝缘特性。PVDF热缩管具有良好的耐腐蚀性、耐磨性和机械强度,并且体积电阻率很高,非常适合用于需要耐介质和耐磨的绝缘保护场合。氟橡胶热缩套管具有良好的耐高温、耐油、弹性的特点,在高温油污环境中有着明显的优势,但是也需要注意核对电压以及壁厚。氟橡胶热缩管具有很好的柔韧性能,适用于各种不规则基材以及需要动态密封的地方,但是安装的时候要防止过度拉伸。花纹热缩管一般用来做线束标识、防滑以及区分等,它的颜色和图案具有视觉上的作用,并不能代替绝缘修复。花纹热缩管如果用在绝缘要求很高的地方,则需要验证它的电气性能。不同的材质不能仅仅根据颜色或者名称来互相替换,收缩温度、耐温、耐介质、壁厚、认证等都会有所不同。
十一、测试和验证
检验绝缘是否可靠,需要做实验。绝缘电阻测试可以发现受潮、污染和破损等现象。耐压试验可以检验击穿强度。局部放电试验可以发现内部缺陷。高温循环、高湿度、盐雾、振动、介质浸泡都可以用来模拟长时间的环境。测试的对象最好是有实物存在的组件,并不是抽象的概念。由于失效一般发生在端部、界面以及基材上。经过测试之后还要对产品的外观、尺寸、密封性和电气性能进行检查。数据要反映趋势,不能仅仅看一次合格的情况。如果绝缘电阻逐渐降低,则表明水分有可能进入了。如果耐压试验合格但是局部放电量很大,时间长了就会出现故障。对重要的设备要进行型式试验、例行检查等。
十二、选择和使用的建议
在选择的时候要先确定它的使用目的:绝缘、密封、标示、耐久。电压、电流、频率、温度、湿度、介质、机械应力等。选用材料:PVDF热缩管适用于耐磨、抗腐蚀;氟橡胶热缩套管适用于高温、耐油环境;氟橡胶热缩管适用于弹性密封;花纹热缩管可以用来标示。选择结构:要密封选双壁,要薄壁选单壁。选择尺寸:收缩之前内径、完全收缩之后内径、壁厚、收缩比。认证情况:阻燃、耐压、耐热、环保。安装的时候要先清理干净,然后用砂纸打磨光滑,再把东西放在炉子上慢慢烤热,等它自己凉下来就可以了。在使用过程中要经常进行检查,如果出现变硬、开裂、碳化、进水等情况时要及时更换。
十三、常见误区
误区一:所有的热缩管都可以做绝缘用。不同的产品有不同的耐压值。误区二:双壁一定比单壁绝缘好。双壁的优势在于密封性好,但是绝缘性能还是依靠在外壁上。误区三是颜色越深就越容易出现漏电的情况。颜色并不能决定绝缘性。误区四:厚壁就一定耐高压。材料、工艺和缺陷都很重要。误区五:加热时间长就越牢固。过烧会导致碳化。误区六:内胶可以导电。常规内胶是绝缘体。误区七:透明管道不能承受压力。透明和耐压之间没有直接的关系。误区八:花纹热缩管可以当作绝缘修复使用。主要用作标志以及轻微防护。误区九:安装之后就不需要再进行检查了。可以发现端部翘起、气泡、裂纹等现象。误区十:一次合格就是永远可靠的。老化、振动、湿度都会影响到产品的性能。
十四、结论
回到标题上:双壁热缩管可以导电吗?一般的电子产品是不能导电的,它被设计用来起到绝缘、密封的作用。用它来做绝缘可靠吗?在选择合适的产品、安装规范、环境相配、检验到位的情况下,就是可靠的。如果电压过高、温度超高、湿度很大、污染严重、机械损伤、安装不当等情况下,那么绝缘就会出现故障。它既不是导体也不是万能绝缘体。关键是要把材料、结构、尺寸、工艺和工况配对好。对于与安全有关的部分要通过数据来加以证明,并不能仅仅依靠感觉。了解了以上内容之后,就可以正确的去使用热缩管,在绝缘、密封以及防护等方面起到稳定的作用。