11. З чого складаються діелектричні втрати, які методи їх контролю та

запобігання?

Діелектричними втратами називають енергію, що розсіюється в одиницю часу в діелектриці при дії на нього електричного поля, і що викликає нагрів діелектрика. Втрати енергії в діелектриках спостерігаються як при напрузі змінного струму, так і постійного струму, оскільки в матеріалі виявляється крізний струм, обумовлений провідністю. При постійній напрузі, коли немає періодичної поляризації, якість матеріалу характеризується, як вказувалося вище, значеннями питомих об'ємного і поверхневого опорів. При змінній напрузі необхідно використовувати якусь іншу характеристику якості матеріалу, оскільки в цьому випадку, окрім крізної електропровідності, виникає ряд додаткових причин, що викликають втрати енергії в діелектриці. Матеріали повинні відрізнятися малими значеннями кута втрат і діелектричної проникності, оскільки інакше потужність, що розсіюється в діелектриці, може стати недопустимо великою.

Якщо молекули – не полярні, а речовини не мають домішок, то діелектричні втрати, дуже-дуже малі (сіра, парафін, неполярні полімери – поліетилен, політетрафторетилен, полістирол і інші). Тому ці речовини використовуються як якісні високо частотні діелектрики. У речовинах кристалічної структури з щільною упаковкою іонів при відсутності домішок діелектричні втрати досить малі.(камяна сіль та ін..)

12. Фізичний зміст параметра tgδ, його роль у визначенні величини

діелектричних втрат.

tg δ = Ia/Iс .(активна і ємнісна складові струму)

Кутом діелектричних втрат називається кут, доповнюючий до 90° кут зрушення фаз між струмом і напругою в ємкісному ланцюзі. В разі ідеального діелектрика вектор струму в такому ланцюзі випереджатиме вектор напруги на 90°, при цьому кут діелектричних втрат дорівнюватиме нулю. Чим більше розсіювана в діелектриці активна потужність, перехідна в тепло, тим менше кут зрушення фаз φ і тим більше кут діелектричних втрат і його функція tg .

13. Поясніть суть методу контролю ізоляції "опір – час" і спосіб його

реалізації.

При випробуванні вимірюють мегомметром опір ізоляції R через 15 і 60 с після включення напруги (R15,R60). Враховують абсолютне значення R60 і визначають коефіцієнт абсорбції:kабс=R60/R15. Експериментально встановлено, що припустимим є зволоження ізоляції при kабс > 1,3. При kабс < 1,3 ізоляція не придатна для експлуатації. Величина опору вища для сухої ізоляції.

14. Поясніть суть методу контролю ізоляції «ємність – частота» і спосіб його реалізації.

Місткість об'єкту при незмінній температурі і частоті є величина постійна. Тому стрибкоподібна зміна місткості свідчить про великі дефекти в ізоляції - появі великих за об'ємом і включень, що добре проводять, шунтуванні частини ізоляції.

Для оцінки зволоженості ізоляції великих об'єктів(наприклад трансформаторів) використовується залежність місткості від частоти.

Чим більше ізоляції містить сторонніх включень, зокрема чим більше ізоляції зволожена, тим вище значення місткості. З іншого боку, сторонні включення практично не впливають на місткість.

Отже, вимір місткості об'єкту при двох(низькою і високою) частотах дозволяє судити про наявність в ізоляції сторонніх включень, зокрема від зволоження ізоляції. Практично вимір місткості ведеться на частотах 2 і 50 Гц. Показником якості ізоляції служить співвідношення С₂/С₅₀. Чим це відношення менше, тим ізоляція доброкачественнее.

Для сухої ізоляції відношення С₂/С₅₀=1,2-1,3. У міру зволоження відношення С₂/С₅₀ зростає.

Для виміру відношення С₂/С₅₀ використовується прилад. У лівому положенні перемикача П випробовувана ізоляція С_x заряджається від джерела постійної напруги U(близько декількох сотень вольт); у правому положенні П відбувається розряд С_x на гальванометр G. Перемикання відбувається періодично з частотами 2 і 50 Гц. Середній струм розряду місткості ізоляції рівний . При вказаних двох частотах

Вимірюючи на гальванометрі відношення струмів, знаходять і відношення С₂/С₅₀.Для більшої точності виміру застосовується компенсаціонний метод виміру струмів і₂ і і₅₀. Компенсація осуществляется від джерела постійної напруги, живлячого С_x. Вказаний метод виміру дістав назву "Місткість - частота".

Зволоженість ізоляції досліджують шляхом виміру місткості обмоток на двох частотах при незмінній температурі 10 - 20⁰С(метод "місткість - частота").

Місткість об'єкту при незмінних температурі і частоті прикладеної напруги є величина постійна. При збільшенні частоти місткість зменшується. Ця залежність є наслідком процесів повільної поляризації.

При змінній напрузі процес накопичення зарядів обмежений тривалістю одного напівперіоду напруги. Чим вище частота тим у меншій мірі устигають розвиватися процеси поляризації, тим менше місткості. Поява великих за об'ємом і добре включень, що проводять, шунтування або пробій ізоляції збільшують різницю місткостей при низьких і високих частотах.

Великий вплив на залежність місткості від частоти робить зволоженість ізоляції. Чим більше зволожена ізоляція, тим швидше протікають процеси поляризації, тим більше місткості ізоляції. Зміна місткості для зволоженої ізоляції із зростанням частоти носить характер, що круто падає

У сухій ізоляції поляризація протікає повільніше, тривалість процесів більше напівперіоду прикладеної напруги.

Тому у сухої ізоляції місткість менша, ніж у вологої в усьому діапазоні частот, а характер зміни її від частоти носить плавніший характер(мал. 6, крива 1).

Вказані дефекти призводять до того, що відношення місткостей зволоженої ізоляції при двох різних частотах істотно більше

чим у сухої ізоляції, на чому і грунтований принцип оцінки міри зволоженості ізоляції.