花纹热缩管能导电吗？绝缘常识要普及

　　有人会问，花纹热缩管可以导电吗?答案很简单：普通的花纹热缩管是不导电的，它是绝缘体。但是这样的回答不能仅仅局限于“是”或者“不是”。关于绝缘的问题，在电工、电子等领域从来就不是一句话中的“不导电”就可以说得清了的。一根管子今天是绝缘的，并不能说明它在潮湿、污染、老化或者受损之后仍然能够保持绝缘状态。弄清了绝缘知识之后，要比记住一个结论更有用。

　　以材料为例：为什么不能导电

　　花纹热缩管用的是辐照交联聚乙烯。聚烯烃分子的主要链是由碳氢键组成的，其中碳原子与氢原子之间通过共价键相连，并且电子被紧紧地锁在原子核周围的区域里，不能够随意地移动。电流就是电荷有规则地定向运动，在没有自由电子或者离子的情况下，电流就不能流动了。由于聚烯烃分子结构的原因，所以它从一开始就是一种绝缘材料。

　　衡量绝缘能力的主要参数就是体积电阻率。聚乙烯、聚丙烯等基体材料制成的热收缩套其体积电阻率一般大于等于10¹⁴Ω·m。以导体为例，它的体积电阻率小于等于10^-4Ω·m，在此之后就是半导体了，而到了绝缘体的时候，则是大于10^8Ω·m的范围了。热缩管掉在了绝缘体区间高处，并没有靠近到半导体边界的范围之内。花纹热缩管表面上的凸起纹路是由模具在管材表面形成的一种物理结构，该结构改变了管材表面的几何形态，并未对聚烯烃分子本身产生影响，在材料内部并没有加入任何导电填充物。纹理存在的情况下，并不能使管道导电。

　　导电材料、半导体材料和绝缘体：它们之间有什么区别

　　了解了绝缘之后，就要知道导电与绝缘并不是非黑即白的关系。按照电阻率来分的话，可以将材料分成三种类型：导体、半导体和绝缘体。导体可以让电流很容易地流动，而半导体只有在一定的条件下才会导电，绝缘体会把电流挡在外面。热缩管是第三类。

　　但是绝缘体的“阻隔”并不是百分之百有效的。所有的绝缘材料，在足够的高电压之下都会被击穿。击穿发生的时候，在材料内部会突然出现一条导电路径，此时电流就会迅速增加，并且绝缘性能也会在很短的时间内消失。热缩管的介电强度是指在一定的温度下，该材料每单位长度所能承受的最大电压。聚乙烯和聚丙烯等塑料材料的介电强度一般都在20～30kV/mm左右，也就是说，在这样的条件下，一根壁厚为0.5mm的管道理论上可以承受的最大电压大约是10～15KV。该值远远大于一般的低压电气系统所用到的电压，在正常的工况之下它就是一种安全的绝缘屏障。

　　要分清的是体积电阻率、表面电阻率等概念。体积电阻率是表示电流通过物质时所遇到阻力大小的一个物理量，它是由分子结构来决定的。表面电阻率用来表示电流沿着材料表面流动的程度，受到表面污染、湿度以及纹理结构等因素的影响较大。花纹热缩管表面的沟槽很容易积累灰尘、水分以及金属颗粒等杂质，在其表面上可能会形成一层很薄的导电层，从而降低该部位的电阻率。但是表面电阻降低并不意味着体积电阻也跟着降低了，在管壁内侧所具有的绝缘性能没有因为这个而发生变化。

　　在什么样的情况下热缩管才会变成导体

　　一般的花纹热缩管是不导电的，但是有几种特殊情况需要注意。

　　第一种就是特殊的导电热缩管。为防止静电、电磁屏蔽或者电场应力的影响，在一些热缩管材料里会含有导电炭黑、金属粉末或者是导电纤维等物质。该类产品体积电阻率故意降到半导体或者导体之间，但是它的外观和手感跟一般的商品不一样，在规格书中所标注的电阻率为完全不同的数值。普通的花纹热缩管没有加这几种填充物，所以不属于该种情况。

　　第二类就是由于表面污染造成的表面泄露。金属加工车间里有金属粉尘和盐雾环境中的盐分结晶以及潮湿空气中形成的水膜等，在这些物质的作用下，管材表面可能会产生导电通路。在这种情况下，电流会经过表面的污染物层，并不会流经管道内壁。使用干燥、无绒布对设备进行擦拭之后再重新测量一下，一般情况下可以恢复到原来的水平。

　　第三种是碳化。使用热缩管进行安装的时候，如果加热时间过长或者温度过高的话，在管壁局部的地方就会出现碳化现象而变得发黑。经过碳化的聚烯烃产生导电性的碳残渣，表面电阻骤降。同样的，在击穿之后，击穿点周围的地方会因为高温而被烧蚀、碳化，并形成一条导电通道。两种情况都是不能恢复的伤害，管道要换新的。

　　一些容易混淆的绝缘概念

　　提高人们对绝缘知识的认识，就要把一些容易混淆的概念分开来讲。

　　绝缘电阻是指使用兆欧表测量得到的电阻值，它表示的是在一定的电压条件下，物质阻碍电流传导的能力。受到测试电压、测试时间、温度以及湿度等的影响。体积电阻率是指材料本身的特性，并不随尺寸的变化而变化，它表示的是材料内部阻碍电流流动的程度。表面电阻率表示的是材料表面抵抗电流从表面流过的性能。介电强度是指在一定的温度下，某一层材料所能承受的最大击穿电压。耐压试验是指在规定的电压条件下持续一定的时间，并且要检查是否有击穿或者闪络的现象出现。

　　这些概念的实际应用会涉及到不同的问题。如果绝缘电阻低的话，就有可能是表面被污染了或者是潮湿的原因;体积电阻率低的原因是材料自身有问题;介电强度不够，在高压情况下就会出现击穿的情况。判断一根热缩管是否可以使用，要根据实际应用的情况来选择相应的标准，并不是单单依据一个“绝缘”的标签就可以确定了。

　　和其它热缩管相比它的绝缘性能

　　在热缩管大家族里，各种材质的绝缘特性各不相同。

　　双壁热缩管的外层为聚烯烃，其体积电阻率为普通的热缩管差不多。它内部的热熔胶，在干燥的状态下是绝缘体，但是胶层会在长时间处于潮湿环境的情况下吸收水分，从而使得界面处的绝缘电阻降低。对于要防潮密封的地方，双壁热缩管的胶层起着物理隔离的作用，但是前提是在安装的时候胶层能够完全融化并密封好。

　　PVDF热缩管的体积电阻率为10¹⁴Ω·cm以上，它的吸水率很低，在潮湿环境中其绝缘性能保持良好。其碳氟键骨架具有很强的化学惰性，不易受水分以及各种化学品的影响，在需要既保持绝缘性能又具备抗腐蚀能力的应用场合下尤为适用。

　　氟橡胶热缩套管的绝缘性能也很好，它最大的优点就是弹性好、耐高温。在高温的情况下，氟橡胶热缩套管仍然可以保持贴合的状态，从而避免由于管壁松弛带来的空气间隙问题。空气间隙的击穿场强远远小于橡胶材料本身的场强，在有空气间隙的情况下会使整个系统的绝缘可靠性大大降低。

　　氟橡胶热缩管具有很好的耐油性和耐高温性，在干燥、清洁的状态下其绝缘性能稳定。但是所有的弹性体都会在长时间的高温老化之后出现表面硬化、端部产生细微裂缝的现象，从而影响到绝缘系统整体性。

　　花纹热缩管的绝缘底子和普通的聚烯烃管是一样的，但是它的表面有纹路，容易积累灰尘、积水等。在干燥、干净的室内环境里，它所具有的绝缘能力已经足够使用了;在粉尘较多、湿度很大或者有大量油脂的地方工作时，要更加经常地进行清洁保养工作。

　　对绝缘性能产生实际作用的因素

　　一根热缩管在安装完毕后的一瞬间就达到了最好的绝缘效果，之后随着外界环境以及使用的状况而发生变化。

　　最常出现的因素就是水份。聚烯烃本身的吸水率很低，但是水分子可以形成连续的水膜，在管壁和基材之间也会产生界面渗透现象。表面水膜降低了表面电阻，而界面水膜可能会产生沿面的泄露通道。花纹热缩管的沟槽，在潮湿环境里很容易积存水分，而这些水分会在沟槽里面待上更长时间。

　　灰尘、污物等物质是否会对电路造成影响，这要根据这些物质的导电性能来判断。普通的灰尘只有很小的导电能力，但是金属粉尘、碳粉、盐分结晶等都是很好的导体。污染物附着在管材表面上，尤其是积聚于花纹沟槽里，会使表面电阻大大下降。

　　温度对于绝缘的影响是两面性的。短时间内的温度升高可以降低材料的体积电阻率，这是因为分子链的活动能力增强了，载流子的迁移率也提高了。长时间处于高溫環境下會加快材料的老化速度、消耗抗氧劑、使分子鏈發生斷裂、在表面出現微裂紋，最終導致絕緣性能降低。

　　机械损伤就是造成绝缘破坏的主要途径之一。当管壁受到切割、割裂或者刺穿之后，绝缘屏障出现了裂缝，电流就会从这些裂缝中流过。花纹热缩管的凸起部分，在受到摩擦的时候最先被磨掉，如果磨穿了凸起到达沟槽底部的话，那么管壁有效厚度就会变小。

　　安装的质量也很重要。由于加热不够或者收缩不全，在管壁和基材之间会留下一些空气间隙，这些间隙中的电场分布是不均匀的，在某些地方可能会出现局部场强大于空气的击穿场强的情况。过热使管道内壁产生碳化现象，并由此形成一条导电路径。

　　现场判断和测试的方法

　　对于一根花纹热缩管的绝缘性能存疑时，可以按照以下几步来进行验证。

　　目视检查为第一关。看表面有没有碳化变黑的现象，或者有烧蚀的痕迹、裂纹或者是明显的污渍堆积。清洁干燥的管道表面应该保持原有的色泽与光亮，并且不能出现局部变黑或者变白的现象。

　　兆欧表在实际工作中是最有效的量具之一。对管材表面进行绝缘电阻测试时，一般要保证读数值大于等于100MΩ(低电压情况)。当读数过低的时候，可以用无水乙醇来清洗表面，并且要让其充分干燥之后再进行第二次测量。如果清洗之后读数恢复正常，则是表面污染引起的;如果读数还是不够高的话，就要再仔细地检查一下了。

　　耐压测试是针对具有具体电压等级需求的情况而设计的一种方法。根据产品的规格书所规定的工作电压、工作时间等，并且要对设备进行监视，在工作电压、工作时间达到产品规格书中要求的时候，就有可能出现击穿或者闪络的情况。此实验需要用到专业的仪器，在现场随便操作是不被允许的。

　　实验室测试的内容有体积电阻率、表面电阻率等准确测定，并且还有介电强度试验。该些数据对于产品的选择以及故障的原因分析具有一定的指导意义。

　　常见的错误要加以修正

　　有关于热缩管、绝缘的一些错误观念不断重复出现。

　　第一个错误观念就是，“不导电就可随意用手接触高压。”热缩管属于绝缘材料，但是绝缘材料在超过它的介电强度的电压之下会击穿。一根标称耐压为10KV的管道，在20KV的情况下可能会出现瞬时失效的情况。绝缘并不意味着就可以随便去接触带有电压的东西了。

　　第二个错误就是，“热缩管是有导电性的，因此可以用作接地。”普通的热缩管是不导电的，并且不能用作接地导体。有接地要求的情况之下，则必须要用到专用的地线或者导电体。

　　第三个错误就是所有的热缩管都有相同的绝缘效果。不同的材质、不同的壁厚、不同的生产工艺所生产的电气设备和电器元件，其绝缘性能差别很大。普通的聚乙烯管、聚偏二氟乙烯管以及双壁钢丝复合管道，在潮湿环境中所表现出的绝缘保持率是不一样的;另外，双壁钢丝复合管道与单壁钢丝复合管道相比，在高温下所表现出来的绝缘稳定程度也有所不同。

　　第四种错误观念就是“绝缘材料不能导电”。绝缘体只有在常压下的时候才会产生很高的电阻值，在极高的电压、高温、高湿度以及各种污染物的影响之下，它有可能出现击穿现象或者碳化情况，并且还会造成表面泄露问题。绝缘只是一种条件下的特性，并非永远有效的保障。

　　回到那个问题

　　花纹热缩管可以导电吗?一般的制品是不能导电的。其基材为辐照交联聚乙烯、聚丙烯等高分子材料，在常温下具有良好的绝缘性能，并且不会因为加热而使分子链断裂或者产生其他不良影响。它是绝缘材料，可以用作电气绝缘、机械保护等用途。

　　但是得出该结论需要两个假设成立：管道本身是干净、干燥、完好无损的状态，并且所用到的电压不会大于它所能承受的最大电场强度。如果表面受到导电粉尘的污染，或者沟槽里积累了水分层，或者是管道内出现裂缝或者碳化现象时，该设备的绝缘性能就会受到影响。绝缘知识要普及起来的重点，并非是记住某一种材料是“绝缘”的还是“导电”的，而是在于理解了绝缘性能会因环境、使用条件的变化而发生变化，在选择型号的时候要看参数，在使用过程中要看状态，在保养的时候要看细节。一根管道能否起到绝缘的作用，最后要靠它处在什么样的环境中来决定，在这个特定的情景中，它还能够维持应有的电阻吗?