9. Поясніть природу міграційної поляризації, наведіть співвідношення. Що показують можливість контролю якості за параметрами r і c?

Міграційна поляризація обумовлена рухом у поле Е вільних зарядів

(іонів). Існує в неоднорідних діелектриках і спостерігається в ізоляції

конструкцій високої напруги, де звичайно використовуються неоднорідні

діелектричні матеріали або комбінації діелектриків.

Характерним прикладом міграційної поляризації є процеси в

двошаровому діелектрику з параметрами: відносними діелектричними

проникностями питомими провідностями,і товщинами

Ємність Сг неоднорідного діелектрика залежить від частоти, тобто виявляється нерівність:

Ця нерівність є умовою неоднорідності діелектрика, або умовою

виникнення міграційної поляризації.

Отже якщо , то на межі розділу шарів накопичується заряд

абсорбції. За інтенсивністю нагромадження заряду абсорбції оцінюють

ступень неоднорідності ізоляції.

Міграційна поляризація має місце в неоднорідних діелектриках і обумовлена рухом в електричному полі вільних зарядів(зазвичай іонів).

Суть міграційної поляризації можна розглянути на прикладі двошарового діелектрика, розташованого між плоскими електродами.

Залежність С(). З цього малюнка видно, по-перше, що геометрична місткість С_г - це місткість, неоднорідного діелектрика при нескінченно високій частоті, коли процеси провідності не впливають на розподіл напруги по шарах діелектрика. По-друге, зміни ємності із зростанням частоти мають такий же вигляд, як зміни дійсної діелектричної проникності при підвищенні частоти.

Це означає, що процеси в неоднорідному діелектрику при дії змінної напруги зовні проявляються так, як ніби в цьому діелектрику відбувається поляризація частково миттєва, а частково - з часом релаксації.

Цей відмічений ефект має місце тільки у тому випадку, коли діелектрик неоднорідний.

Цей вираз є одночасно умовою неоднорідності діелектрика і умовою існування в двошаровому діелектрику міграційної поляризації.

Для міграційної поляризації характерне накопичення на межі шарів неоднорідного діелектрика заряду абсорбції. При тривалому додатку до діелектрика постійної напруги на шарах встановлюється напруга U₁ і U₂. Відповідно на місткостях шарів С₁ і С₂ накопичуються заряди. З цього виходить, що якщо дотримується умова неоднорідності діелектрика і відповідно , те на межі розділу шарів накопичується заряд абсорбції. З накопиченням заряду абсорбції пов'язані явища які використовуються для оцінки стану неоднорідної ізоляції.

10. Яка природа абсорбційних явищ в діелектриках і їх роль у визначенні діелектричних втрат?

В змінному електричному полі в діелектрику протікають струми провідності, які на схемі (рис.6.1,б) позначені резистором, й струми зміщення, що позначені емністю С. Через ємності ΔС (рис. 6.1) і проводячи домішки r протікають струми, що мають назву струмів абсорбції, або струми поляризації. Крім того, через ізоляцію по каналах суцільної провідності протікає струм провідності, або витоку: iпр=U/RПР (U – напруга, прикладена до діелектрика).

Протікання поляризаційних струмів приводить до розігріву діелектрика, в результаті чого електрична енергія перетворюється в тепло. Такі втрати електроенергії мають назву діелектричних втрат і виникають в основному за рахунок явища міграційної поляризації.

Мета випробувань – своєчасна заміна дефектної ізоляції електроустаткування. Методи випробувань поділяються на неруйнівні (це вимірювання опору R, ємності C, tgd, інтенсивності часткових розрядів) і руйнівні – вимірювання напруги пробою Uпр ізоляції.

Неоднорідну ізоляцію можна уявити як складену з двох шарів різної питомої провідності g і діелектричної проникності e. При включенні

п остійної напруги U = на межі шарів накопичується заряд абсорбції. Якщо

ізоляція однорідна, то:

то r = 0. Це означає, що заряд абсорбції не накопичується.

Зі схеми заміщення (рис.8.1) випливає, що при підключенні

н еоднорідної ізоляції до джерела постійної напруги, струм черз неї повільно

змінюється в часі

Тут перша складова U/R – це сталий струм витоку, а другий член

виразу (9.2),- це експоненційно загасаюча вільна складова струму, яка

називається струмом абсорбції (без урахування короткочасного струму