4.2. Неэлектрические свойства диэлектриков.
4.2.1. Влажностные свойства диэлектриков.
Все диэлектрики поглощают влагу. Размер молекулы воды составляет примерно 2,7 ∙10-9м, это позволяет ей проникать в поры всех диэлектриков, даже таких, как стекло.
Количество проникающей в диэлектрик влаги зависит от состава и строения диэлектрика. Увлажнение диэлектриков заметно снижает все эксплуатационные свойства диэлектриков. Присутствие даже небольшого количества воды способно значительно уменьшить электросопротивление изоляции. Растворимые в воде примеси диссоциируют на ионы. Увлажнение также способствует диссоциации основного вещества диэлектрика. Особенно сильно влага воздействует на волокнистые материалы, в них могут образовываться сплошные водяные плёнки вдоль волокон, пронизывающие изоляцию. Для восстановления электрических свойств диэлектрики подвергаются сушке. Для защиты от влаги изоляционные материалы подвергаются пропитке и покрываются изоляционными лаками и компаундами.
Влажностные свойства диэлектриков оцениваются влагостойкостью, способностью сохранять свои свойства при воздействии влаги. Влагостойкость характеризуется влагопоглощаемостью (гигроскопичностью). Диэлектрики поглощают водяные пары, влагу из воздуха. Количество поглощаемой влаги зависит от их строения и химической природы. Материалы, содержащие капилляры, поглощают больше влаги, чем плотные, лишённые пор материалы (керамика, стекло). Одно и тоже количество поглощённой влаги по-разному влияет на электроизоляционные свойства. Если поглощённая влага образует внутри изолятора токопроводящие мостики между токоведущими частями, то это приводит к резкому снижению сопротивления изоляции. Если же влага находится в виде небольших включений, то влияние влаги менее значительно. Наибольшее снижение сопротивления изоляции наблюдается у пористых диэлектриков. Влагопоглощаемость оценивается отношением массы поглощённой влаги к первоначальной массе образца.
Водопоглощаемость характеризует способность изоляционных материалов поглощать воду при погружении в неё. Водопоглощаемость оценивается относительным приращением массы образца изоляции после выдержки его в воде в течение 24ч.
Водоприницаемость характеризует способность диэлектрика пропускать сквозь себя пары воды. Большинство диэлектриков в той или иной степени пропускает воду. Только металлы, стёкла, керамика практически не пропускает воду.
Смачиваемость ― способность материала поглощать (адсорбировать) влагу с его поверхности. Смачивание следствие адгезии (прилипания) жидкости к определённой поверхности. Сорбенты (поглотители) ― твёрдые тела применяемые для поглощения веществ из растворов или газов.
Оценкой смачивания служит краевой угол смачивания Ө (рис.4.8). Для смачиваемых поверхностей 0 < Ө >90°. Для несмачиваемых Ө >90°.
Рис.4.8. Краевые углы смачивания водой гидрофильной (а) и гидрофобной поверхностей твёрдых тел.
По отношению к воде изоляционные материалы подразделяются:
– гидрофильные вещества интенсивно взаимодействующие с водой (силикаты, мрамор, бумага, х/б ткани);
– гидрофобные вещества слабо взаимодействующие с водой (металлы, жиры, янтарь, полистирол).