19. Разряд в жидких диэлектриках. Жидкие диэлектрики, применяемые в твн. Электропроводность жидких диэлектриков

Классификация жидких диэлектриков:

1. Углеводороды минеральные - продукты перегона нефти и каменного угля (трансформаторное, конденсаторное и другие масла) – неполярные диэлектрики

2. Углеводороды растительные: касторовое, льняное и др. масла – слабополярные диэлектрики

3. Хлорированные углеводороды – хлордифинил, совол, совтол – полярные диэлектрики

4. Кремнийорганические соединения – неполярные диэлектрики

Основные свойства жидких диэлектриков

Электропроводность

Степень неидеальности жидкого диэлектрика характеризуется его электропроводностью. Хотя электропроводность реального диэлектрика на несколько десятков порядков ниже чем у хороших проводников тока. Роль электропроводности диэлектрика остается одной из определяющих при формировании электрического разряда в нем. Поэтому механизмы электропроводности жидких диэлектриков, применяемых в ТВН заслуживают отдельного рассмотрения.

Различают несколько видов (механизмов) проводимости жидкого диэлектрика. В частности, ионная проводимость осуществляется перемещением диссоциированных частиц жидкости – ионов под действием приложенного электрического поля.Катафоретическая проводимость осуществляется вследствие движения каллоидных частиц или частиц примесей относительно большого размера. Отмеченные частицы имеют электрический заряд и, следовательно, испытываю на себе действие электрической силы при приложении внешнего электрического поля. В реальных жидких диэлектриках оба отмеченных механизма проводимости присутствуют одновременно и трудно разделимы. Увеличение температуры жидкого диэлектрика приводит к росту частоты колебаний ионов вблизи точек равновесия, что увеличивает вероятность преодоления потенциальных барьеров, образуемых частицами жидкости, т.е. увеличивает интенсивность направленного вдоль поля движения зарядов. Поэтому имеет место возрастающая температурная зависимость электропроводности жидкого диэлектрика, описываемая приведённой формулой:

Рис. 1. Температурные зависимости удельного электрического сопротивления жидких диэлектриков: 1- трансформаторное масло высокой очистки; 2- трансформаторное масло очищенное; 3- вазелиновое масло; 4- трансформаторное масло промышленное; 5- касторовое масло; 6 - совол

Н а рис. приведены экспериментальные результаты измерения удельного электрического сопротивления в зависимости от температуры, подтверждающие сделанный выше вывод. Аппроксимация для узкого диапазона температур Для минерального масла a=0.04-0.05 (1/град 

Типовые примеси в трансформаторном масле: Вода, газы, волокна целлюлозы, углерод, продукты разложения масла

Электронная проводимость, реализуемая движением свободных электронов по структуре жидкого диэлектрика,имеет место лишь при очень высоких напряженностях электрического поля. В этом случае в результате эмиссии на электродах в жидкость внедряется достаточно число свободных электронов, способных создать заметный электрический ток в промежутке. Электронная проводимость проявляет себя в предпробивных состояниях жидкого диэлектрика при средней напряженности поля, превосходящей 100кВ/см. Зависимость плотности тока проводимости jотнапряженности поля Eпри этом носит экспоненциальный характер .