Міністерство агропромислового комплексу України

Харківський національний технічний університет сільського

господарства

Кафедра "Електропостачання сільського господарства”

Методичні вказівки для використання лабораторної роботи

Вимірювання електропровідності твердих ізолюючих

матеріалів

Підготував:

доц.Бондарук П.А.

ас.Дудніков С.М.

ас.Панченко С.О.

Харків 2006

Лабораторна робота №5

"Вимірювання електропровідності твердих ізолюючих матеріалів"

1.Мета роботи

Вивчення електропровідності твердих діелектриків та знайомство з методами вимірювання об'ємного та поверхневого опору.

2.Програма роботи

1.Ознайомитись з випробувальною установкою для визначення електропровідності ізоляційних матеріалів.

2.Записати в звіт паспортні дані приладів та апаратів.

3.Визначити об'ємну електропровідність різних зразків твердих ізолюючих матеріалів.

4.Визначити поверхневу електропровідність тих же зразків.

5.Побудувати графічні залежності об'ємного та поверхневого опору зразків від напруги.

З.Пояснення до роботи

Всі тверді ізоляційні матеріали, що застосовуються в електротехніці, не являються ідеальними діелектриками в зв'язку з притаманній їм деякій електропровідності.

Електропровідність діелектриків обумовлюється головним чином за рахунок переміщення іонів сторонніх домішок або іонів самого діелектрика, а у деяких матеріалів може бути викликана наявністю вільних електронів.В діелектриках з атомною чи молекулярною решіткою електропровідність пов'язана тільки з наявністю домішок, тому їх питома провідність має дуже невелике значення.

При знаходженні діелектрика в постійному електричному полі в ньому виникає струм як в середині (в об'ємі) матеріалу, так і на його поверхні (І_s).Тому сумарний струм (І ), який проходить через діелектрик дорівнює:

І = І_v + І_s, де

І_v - величина об'ємного струму, мкА;

І_s - величина поверхневого струму, мкА.

Виходячи з цього в ізоляційних матеріалів розрізняють:

а)об'ємну електропровідність І_v,

б)поверхневу електропровідність І_s.

Виробництво твердих ізоляційних матеріалів може часто супроводжуватися таким негативним явищем як наявність у діелектрику залишкових домішок у вигляді радикалів води, органічних кислот та інших домішок, що приводять до виникнення так званих наскрізних струмів І_{наскр- >} які негативно впливають на якість ізолюючого матеріалу.О крім того експлуатація ізоляційних матеріалів (діелектриків) дуже часто супроводжується впливом на них води та інших розчинів, які просочуються в пори матеріалів.Під впливом зовнішнього поля молекули цих розчинів поляризуються і утворюють струми зміщення.

Струми зміщення, які виникають при різних видах сповільнених поляризацій завдяки поглинанню поверхнею та об'ємом діелектрика радикалів води, кислот, солей та інших розчинів називаються струмами абсорбції І_абс.Названі струми абсорбції і наскризний приводять до виникнення об'ємного і поверхневого струмів. Виходячи із сказаного доцільно вважати, що об'ємний струм І_v прямо пропорційний струму витоку I _вит і складається із

наскрізного струму І_наскр і струму абсорбції І_абс^:

I_v I_вит = I_наскр + I_абс

Зміни струмів I_вит, I_наскр, I_абс та опору ізоляції R в залежності від впливу

постійного чи 1 змінного струмів показані на рис.1 і 2.

Рис. 1.Зміна струмів витоку I_вит, абсорбції І_а6с, наскрізного І_наскр та опору ізоляції R_iз за часом t при впливі на ізоляційний матеріал постійної напруги.

Рис.2. 3міна струмів вигоку І_виг, наскрізного І_наскр, абсорбції І_абс та опору ізоляції R_iз за часом t при впливі на ізоляційннй матеріал змінної напруги.

У випадку прикладання до діелектрика постійної напруги, згідно рис. 1, струм абсорбції І_абс діє на протязі 60с.та в момент вмикання і розмикання електричного кола, а при прикладанні змінної напруги та проходженні крізь діелектрик змінного струму - діюче значення струму абсорбції І_абс проходить на протязі всього часу (рис.2), що приводить до збільшення струму витоку І_вит

крізь діелектрик і звичайно до зменшення його опору R_iз

Явище впливу на діелектричні матеріали постійного чи змінного струму треба враховувати привиборі марки і товщини електроізолюючих матеріалів під час проектування електротехнічних установок, пристрої та приладів.

Електропровідність діелектриків звичайно оцінюють величиною оберненою опору.

, [Ом м]

Об'ємний опір ізоляційних матеріалів залежить від температури, вологості, величини напруги та часу їх дії. З підвищенням температури об'ємний опір твердих і рідких діелектриків зменшується по закону.

R_t = R_to е^{- t}

де R_t - об'ємний опір при температурі t = °С, Ом;

R_to - об’ємний опір при t = 0°С, Ом;

t - температура діелектрика, С;

е - основа натуральних логарифмів;

– температурний коефіцієнт.