Л е к ц і я 3

Електроізоляційні матеріали План лекції

1. Газоподібні діелектрики.

2. Рідкі діелектрики.

1. Природні рідкі діелектрики.

2. Штучні рідкі діелектрики.

3. Електроізоляційні матеріали, що твердіють.

1. Смоли.

2. Електроізоляційні лаки та емалі.

3. Електроізоляційні компаунди.

Література: 1. ст. 62-86, 94-99; 2 ст. 40-57; 3. ст. 106-159; 4. ст. 26-36; 5. ст.193-200. 210-227; 6. ст. 146-153, 164-178.

1. Газоподібні діелектрики

Основними перевагами газів у порівнянні із іншими видами діелектричних матеріалів є: високий питомий опір, малий тангенс кута діелектричних втрат, низька діелектрична проникність. Основним недоліком газоподібних діелектриків є низька електрична міцність.

До газоподібних діелектриків відноситься повітря, азот, вуглекислий газ, водень, гелій, неон, фреон, елегаз та ін.

Найбільш важливим і поширеним газоподібним діелектриком є повітря. Повітря використовується в сухих трансформаторах, кабелях, конденсаторах, високовольтних вимикачах, в лініях електропередач. При напругах до кількох кВ повітря є добрим електроізолятором. Діелектрична проникність повітря  = 1. Електрична міцність повітря становить Е_пр = 2...3 МВ/м (2...3 кВ/мм). При зменшенні електричної міцності повітря на проводах ліній електропередач може виникати “корона” (пробій газу). “Корона” має вигляд голубуватого світіння і супроводжується потріскуванням, вона може переходити у іскровий розряд, а потім і в дугу. Явище “корони” пов’язане із значними втратами енергії.

Азот – газ без кольору та запаху, має однакову з повітрям електричну міцність та діелектричну проникність. Завдяки цьому він часто застосовується для заповнення газових конденсаторів. Також азот використовується в масло наповнених трансформаторах для захисту масла від контакту з повітрям (киснем) і вологою (азотний захист).

Водень – дуже легкий газ без кольору та запаху, має високу питому теплопровідність і теплоємність. Електрична міцність водню становить 60% від міцності повітря. Використовується як охолоджуюче середовище в електричних машинах великої потужності. При цьому, також, помітно зменшуються втрати на тертя ротору машини в газі, та уповільнюється старіння органічної ізоляції обмоток машини. Водень також використовується в якості відновлювального середовища при паянні та термічній обробці.

Гелій – інертний газ. Гелій не горить та не підтримує горіння. Електрична міцність гелію в 17 разів менша міцності повітря. Застосовується в якості низькотемпературного хладогену.

Елегаз (SF₆, шести фториста сірка) – не токсичний, хімічно стійкий газ, не розкладається при нагріванні до 800⁰ С, має в 2,5 рази більшу електричну міцність у порівнянні із повітрям ( = 2,5). Використовується у газонаповнених конденсаторах, кабелях та у високовольтних вимикачах. Має значні переваги при підвищеному тиску.

Для зменшення вартості елегаз часто використовують у суміші із азотом.

Для заповнення електровакуумних приладів та ламп застосовуються інертні гази аргон, неон та інші.