- •1 Загальна анотація електронного навчального посібника
- •2 Що може дати Вам цей електронний навчальний посібник
- •3 Рекомендації по користуванню електронним навчальним посібником
- •4 Відомості про викладача – консультанта
- •5 Література
- •Тема 1 Конструкційні матеріали
- •Питання теми
- •1.1 Будова металів та металевих сплавів
- •1.2 Характеристика і класифікація вуглецевих та легованих сталей
- •1.3 Кольорові метали. Сплави на основі міді, алюмінію та благородних металів.
- •1.4 Неметалеві конструкційні матеріали
- •Питання для самоперевірки
- •Тема 2 Провідникові матеріали
- •Питання теми
- •2.5. Надпровідники.
- •2.1 Основні положення теорії електропровідності
- •2.2 Електропровідність металів
- •2.3 Провідникові матеріали
- •2.4 Сплави високого опору
- •2.5 Надпровідники
- •2.6 Кріопровідники
- •Питання для самоперевірки
- •Тема 3 Діелектричні матеріали
- •Питання теми
- •3.1 Поляризація діелектриків
- •3.2 Електропровідність діелектриків
- •3.3 Діелектричні втрати
- •3.4 Пробій діелектриків
- •Питання для самоперевірки
- •Тема 4 Напівпровідникові матеріали
- •Питання теми
- •4.1 Електропровідність напівпровідників
- •4.2 Електронно - дірочний перехід
- •4.3 Термоелектричні явища в напівпровідниках
- •4.4 Фотопровідність напівпровідників
- •4.5 Ефект Хола
- •4.6 Вплив деформацій на провідність напівпровідників
- •4.7 Напівпровідникові матеріали
- •Питання для самоперевірки
- •Тема 5 Магнітні матеріали
- •Питання теми
- •5.1 Класифікація речовин за магнітними властивостями
- •5.2 Феромагнетики. Процеси намагнічування феромагнетиків
- •5.3 Магнітні втрати
- •5.4 Вплив температури на магнітні властивості феромагнетиків
- •5.5 Магнітом’які й магнітотверді матеріали
- •Питання для самоперевірки
3.3 Діелектричні втрати
Щоб змістити електричнозаряджені частки діелектриків, при поляризації їм треба надати певну енергію для подолання зв'язуючих сил. Ця енергія, розчиняючись у діелектрику, перетворюється в інші види енергії (теплову, світлову, хімічну і т. ін.). У цьому випадку говорять про втрати потужності.
У технічних матеріалах, крім втрат, викликаних процесами поляризації, велику роль відіграють також струми наскрізної провідності, втрати за рахунок проводячих включень (вуглець, окиси заліза і т. п.), втрати на іонізацію газових включень тощо.
Втрати енергії, яка розчиняється у діелектрику в одиницю часу при дії на нього електричного поля, одержали назву діелектричних втрат. Якщо електричне поле постійне і рівномірне, ці втрати визначаються тільки величиною струму наскрізної провідності, оскільки втрати на одноразову поляризацію мізерно малі, а втрати за рахунок поверхневого струму наскрізної провідності розсіюються в навколишнє середовище.
Слід мати на увазі, що оскільки величина діелектричних втрат пропорційна квадрату прикладеної до діелектрика напрузі, то діелектричні втрати набувають істотного значення в матеріалах, які використовують в установках високої напруги. Крім того, кут діелектричних втрат не залежить від геометричних розмірів однорідного діелектрика внаслідок пропорційної зміни активної і реактивної складових струму.
Досліджуючи процеси, які протікають в діелектриках в електричному полі, в залежності від переваги того або іншого фізичного явища, розрізняють діелектричні втрати на електропровідність, поляризацію та іонізацію.
Для характеристики якості діелектричних матеріалів істотне значення має температурна залежність діелектричних втрат, яка може мати різний характер, залежно від природи діелектрика. Ця залежність визначається перевагою того або іншого фізичного явища в діелектрику, яке обумовлює вид діелектричних втрат.
Температурна залежність втрат на поляризацію у діелектриків з дипольною та іонною структурою має більш складний характер. У кожного з них є свій максимум, який відповідає збігу періоду прикладеної напруги з власним часом релаксації. Якщо час релаксації більше напівперіоду прикладеної напруги, то діелектричні втрати зменшуються за рахунок зниження інтенсивності теплового руху часток. Якщо час релаксації менше напівперіоду, то зменшення діелектричних втрат відбувається за рахунок ослаблення зв'язків між частками внаслідок збільшення інтенсивності теплового руху.
Для більш повного та детального розуміння цього питання прочитайте матеріали 1 (159-166), 2 (стр.43-58) література.
3.4 Пробій діелектриків
При розгляді явищ електропровідності було встановлено, що з підвищенням напруги струм, який протікає через діелектрик, збільшується. Проте діелектрик спочатку зберігає свої ізолюючі властивості, а коли прикладена напруга перевищує певне критичне значення, ізоляційні властивості порушуються і відбувається утворення провідного каналу. Явище утворення в діелектрику провідного каналу під дією електричного поля називають електричним пробоєм.
Мінімальну прикладену до діелектрика електричну напругу, яка призводить до його пробою, називають пробивною напругою, а мінімальну напруженість електричного поля, яка відповідає цій напрузі — електричною міцністю Е.
Пробій газоподібних діелектриків
Незважаючи на відносно невисоку електричну міцність повітря, як газоподібний діелектрик є важливим елементом ізоляції електроустановок. Відповідно до класичної теорії Таундсена виникнення розряду в газоподібних діелектриках пояснюється таким чином: під дією природних іонізаторів у газовому середовищі утворюються вільні заряди, які відіграють роль запальних у процесі пробою. При достатньо високих напруженостях електричного поля вільні електрони, рухаючись від катода до анода, одержують прискорення, достатнє для початку ударної іонізації, в результаті якої утвориться лавина електронів, що рухається до анода, і лавина іонів, що прямує до катода.
У результаті бомбардування катода важкими іонами з'являються нові електрони, що утворюють свої лавини. При достатній інтенсивності ударної іонізації та в залежності від потужності джерела електричної енергії в місці пробою може виникнути або іскра, або дуга.
Подальшим розвитком теорії Таундсена є теорія стримерного електричного пробою. Виходячи з цієї теорії, робиться спроба пояснити розвиток розрядів і можливість фотоіонізації в об'ємі газу. Суть цієї теорії полягає в тому, що при ударній іонізації та утворені лавини має місце не тільки іонізація, але і збудження атомів. Якщо електрон в такому атомі повертається на вихідну орбіту, він випромінює фотон.
Рухаючись із швидкістю 3-108 м/с, фотони випереджають лавину й іонізують частки газу попереду головної лавини. Звільнені при цьому електрони породжують нові лавини далеко попереду першої. У наступних стадіях окремі лавини, наздоганяючи одна одну, утворюють суцільний канал іонізованого газу. Одночасно в зворотному напрямку починається утворення зустрічного лавинного потоку позитивно заряджених часток (позитивного стрімера), який спрямовується до катода.
Під впливом ударів позитивних іонів на катоді утворюється катодна пляма, яка випромінює електрони. У результаті утворення стовпа іонізованої плазми і виникає пробій газу. Тривалість пробою складає від 10-7 до 10-8с.
Якщо дія електричного поля припиняється, заряджені частки рекомбінують, і газ знову можна розглядати як діелектрик.
Закономірності, яким підпорядкований пробій газів у неоднорідному полі, помітно відрізняються від вище описаних. У більшості випадків електричні поля в електроустановках нерівномірні, оскільки напруженості поля в різних точках міжелектродного проміжку різні. Розвиток розряду в нерівномірних полях має певні особливості.
У різко нерівномірних полях ударна іонізація виникає в першу чергу в місцях найбільшої напруженості поля і виявляється спочатку у вигляді корони, а коли іонізація поширюється на достатньо велику зону міжелектродного проміжку, відбувається пробій. Другою особливістю є те, що в умовах нерівномірного поля пробивні напруги ізоляції значно нижчі, ніж в умовах рівномірного поля, за рахунок місцевого збільшення напруженості електричного поля біля електродів з більшою кривизною.
В умовах нерівномірного поля при несиметричних електродах спостерігається ефект полярності: пробивна напруга нижче в тому випадку, коли електрод з більшою кривизною є анодом. Це пов'язано з впливом об'ємних зарядів на розвиток розряду. Ударна іонізація починається біля електрода з більшою кривизною поверхні, де має місце найбільше значення напруженості поля Е. У цьому місці виникають позитивні й негативні заряди: іони й електрони. Внаслідок меншої, ніж у електронів рухливості позитивних іонів вони утворюють біля електрода позитивний об'ємний заряд. Коли електрод з більшою кривизною має позитивний знак, позитивний об'ємний заряд немовби подовжує електрод, посилюючи напруженість поля в міжелектродному проміжку. Це полегшує розвиток пробою. Якщо ж електрод із більшою кривизною має негативний знак, то позитивний об'ємний заряд посилює поле біля цього електрода, але послаблює поле в іншій частині проміжку. Це призводить до більш високих пробивних напруг у порівнянні з попереднім випадком. Таке явище враховують у техніці (наприклад, під час профілактичних випробувань ізоляції випрямленою напругою).
При змінному електричному полі кожного напівперіоду дуга згасає, проте внаслідок малої швидкості деіонізації за умови підвищеної напруги відбувається повторне її запалювання. Якщо дуга самоподовжується за рахунок вихідних потоків повітря та електродинамічних сил, то вона, досягнувши критичної довжини, гасне.
Критичною довжиною дуги називають таку її довжину, при якій напруга мережі виявляється недостатньою для підтримки дуги в момент максимуму струму в ній.
На повітряних лініях електропередач напругою 35 і більше кіловольт дуги, які виникають під час міжфазних замикань, самостійно не гаснуть, хоча при сильному вітрі можуть розтягуватися до 30-40 м. Для гасіння дуги в цих випадках передбачають короткочасне вимикання напруги за допомогою пристроїв автоматичного повторного вмикання.
При невеликих струмах дуги можуть самозгасати. Цю властивість використовують під час відключення роз'єднувачами струму холостого ходу трансформаторів. Встановлено, що розтяг дуги внаслідок розходження контактів роз'єднувачів дозволяє на неробочому ході відключати трансформатори потужністю до 750 кВА з номінальною напругою до 10 кВ.
Пробій рідинних діелектриків
Рідинні діелектрики, за інших рівних умов, у порівнянні з газоподібними відрізняються більш високою електричною міцністю. Це пояснюється значно меншою довжиною вільного пробігу електронів, що потребує для ініціювання електронних лавин більш високих напруженостей поля. У той же час практика показала, що головну роль у пробої рідинних діелектриків відіграють домішки.
Існуючі теорії пробою рідинних діелектриків не дають критеріїв пробою і не дозволяють визначити розрядні напруги в конкретних випадках. Тому на практиці, визначаючи розрядні напруги, користуються експериментальними даними.
Досвід експлуатації показав достатньо високу ефективність очищення рідинних діелектриків, що істотно підвищує їх електричну міцність. Наприклад, неочищене трансформаторне масло має електричну мцність Епр≈ 4 МВ/м, а після ретельного очищення підвищується до 20-25 МВ/м.
Пробій твердих діелектриків
Пробій твердих діелектриків являє собою складний процес, який залежить від їх фізичних властивостей, умов навколишнього середовища, характеру прикладеної напруги, форми електричного поля тощо. Розрізняють три головні види пробою: електричний, тепловий та іонізаційний. Кожний з цих видів може бути в одному й тому ж діелектрику. Більше того, можливі змішані види пробою, а також пробої внаслідок хімічних змін діелектрика під впливом електричного поля, озону, окислів азоту та ін.
Електричний пробій
Електричним пробоєм називають пробій, обумовлений ударною іонізацією або розриванням зв'язків між частками діелектрика під дією електричного поля.
Електричний пробій твердих діелектриків характеризується дуже швидким розвитком. Процес пробою за часом не перевищує 10-7-10-8 с, тобто час виділення тепла зовсім незначний.
Відомо декілька теорій електричного пробою, проте сучасне уявлення про електричний пробій засноване на теорії професора А. А. Воробйова, який довів, що електрична міцність діелектриків збільшується зі зростанням енергії кристалічних граток. Відповідно до цієї теорії в рівномірному електричному полі вільні електрони, появі яких сприяє автоелектронна емісія, прискорюються і, зіштовхуючись з вузлами кристалічної гратки, віддають їм накопичену енергію. Електрони, які досягли критичної швидкості, відщеплюють нові електрони, і стаціонарний стан порушується внаслідок виникнення ударної іонізації.
У процесі ударної іонізації за умови взаємодії носіїв зарядів з електронами, які беруть участь в утворенні хімічних зв'язків, відбувається порушення цих зв'язків і перехід твердої речовини до стану частково іонізованої газової плазми, яка поширюється в напрямку потоку носіїв заряду. Потенціал заряду виноситься в головну частину каналу. Процес йде далі доти, доки канал не перетне весь розрядний проміжок.
В умовах рівномірного електричного поля величина напруги пробою пропорційна товщині діелектрика. Для більшості твердих діелектриків електрична міцність знаходиться в межах від 1 000 до 10 000 кВ/см.
Більшість технічних діелектриків відзначається неоднорідністю структури. Наявність в них включень з підвищеною провідністю і діелектричною проникністю призводить до спотворення електричного поля, створюючи всередині діелектрика ділянки з підвищеною напруженістю. Цим пояснюється зниження електричної міцності неоднорідних діелектриків і збільшення величини їх пробивної напруги.
У неоднорідному полі виявляється також ефект полярності, в якому менші пробивні напруги відповідають позитивній полярності електрода з малим радіусом кривизни. Незважаючи на те, що у твердих діелектриків ефект полярності виражений менше, ніж у газоподібних і рідинних, розходження пробивних напруг досягає 20-30%. Слід зауважити, що для електричного пробою характерна мала залежність електричної міцності діелектрика від температури.
Іонізаційний пробій
Іонізаційний пробій є характерним для неоднорідних діелектриків, які містять включення зі зниженою електричною міцністю (наприклад, газові включення). Одне таке включення можна уявити у вигляді елементарного конденсатора, на обкладинках якого при дії зовнішнього електричного поля накопичується заряд. Оскільки діелектрична проникність включення завжди менша за значення проникності навколишнього матеріалу, в перерізі діелектрика відбувається перерозподіл напруженості поля, який спричиняє збільшення напруженості на включенні. Навіть за умови помірної напруги, прикладеної до діелектрика, напруженість у включенні може досягти величини, достатньої для виникнення іонізаційного процесу, який призводить до розряду. Такий пробій газового або рідинного включення в діелектрику називають частковим розрядом.
Після завершення розряду напруга на включенні знову починає наростати доти, доки наступить новий пробій.
Іонізація слабкої інтенсивності або початкова іонізація може існувати багато тисяч годин, викликаючи повільне руйнування ізоляції, що супроводжується збільшенням діелектричних втрат. При перевищенні певного критичного значення напруги інтенсивність часткових розрядів різко зростає. Це призводить до прискореного руйнування ізоляції (особливо некороностійкої) і до зниження значення критичної напруги іонізації. Згодом ця напруга може стати нижче робочої, що в кінцевому рахунку призведе до пробою діелектрика.
Експлуатація діелектрика при критичній напруженості недопустима.
Різновидом іонізаційного пробою є електрохімічний пробій. У ряді випадків, наприклад, при пробої просоченого паперу, при іонізації газових включень іони газу звільняють з молекули мастила атоми водню, які у момент виділення можуть утворювати воду. При розчиненні у воді деяких домішок можуть утворюватися кислотні й лужні речовини, спроможні руйнувати структуру діелектрика хімічно.
Пробій, обумовлений хімічними процесами, які ведуть до змін у діелектрику під дією електричного поля, називають електрохімічним. Електрохімічний пробій потребує для свого розвитку тривалого часу, тому що він пов'язаний з явищем електропровідності, яка сприяє повільному виділенню в діелектричних матеріалах невеликих кількостей хімічно активних речовин, або утворенню напівпровідних з'єднань.
Тепловий пробій
При дії на діелектрик зовнішнього поля в ньому відбувається певне розсіювання енергії, яке характеризують діелектричними втратами. При постійній напрузі ці втрати визначаються тільки провідністю діелектрика, а при змінній — ще й тангенсом кута діелектричних втрат. Оскільки із збільшенням температури провідність і кут діелектричних втрат зростають, то при певній напрузі може наступити нестійка теплова рівновага; якщо її порушити, виникає необмежене зростання температури, що закінчується тепловим руйнуванням діелектрика — пробоєм.
Таким чином, тепловим пробоєм називають пробій, обумовлений порушенням теплової рівноваги діелектрика внаслідок діелектричних втрат.
Старіння ізоляції
Надійність електроустаткування значною мірою визначається якістю ізоляційної конструкції, яка часто використовується у дуже несприятливих умовах. У процесі експлуатації на ізоляцію одночасно діють сильні електричні поля, температура, механічні зусилля, навколишнє середовище і т. ін. Під дією цих факторів електричні властивості діелектриків змінюються, у зв'язку з чим змінюються і технічні характеристики ізоляційних конструкцій.
Зміни властивостей ізоляції можуть бути зворотними і незворотними. Наприклад, при зволоженні зазнають зміни практично всі показники діелектрика (діелектрична проникність, провідність, діелектричні втрати, електрична міцність та ін.), однак після сушіння первісні характеристики в основному відновлюються. Незворотні зміни пов'язані зі зміною фізичних властивостей і хімічної структури матеріалу в зв'язку з тривалою експлуатацією електроустановок.
Незворотне погіршення фізико-хімічних властивостей діелектриків у часі одержало назву старіння, а сам процес погіршення цих властивостей у результаті старіння — зносом. До головних причин старіння можна віднести:
робочу напругу і короткочасні перенапруги;
процеси іонізації, які полегшують розвиток поверхневого розряду і викликають окисні процеси в ізоляції;
об'ємні й поверхневі забруднення;
порушення температурного режиму;
— об'ємне зволоження, що призводить до підвищення струмів абсорбції і наскрізної провідності;
механічні навантаження, які викликаються ударами, вібрацією, електродинамічними та температурними перенапругами. Найважливішим завданням експлуатаційного персоналу є визначення інтенсивності старіння ізоляційних конструкцій і своєчасне застосування заходів з метою підтримки властивостей ізоляційних матеріалів на встановленому рівні.
Температурний режим
Серед різноманітних факторів, які визначають термін служби ізоляції, одним з головних є вплив тепла. Джерелом нагрівання в електроустановках є:
теплові втрати в струмоведучих частинах;
діелектричні втрати в ізоляції;
температура навколишнього середовища.
Внаслідок нагрівання провідність діелектричних матеріалів і втрати в них підвищуються. За рахунок температурного розширення матеріалу при нагріванні послабляється його структура, виникають внутрішні перенапруги, збільшуються газові включення. Періодичні зміни температурних напруг призводять до механічної втоми матеріалів, виникнення тріщин і розривів. Особливо небезпечні температурні перенапруги в ізоляційних конструкціях, які складаються з матеріалів з різним коефіцієнтом теплового розширення. З підвищенням температури зростає також і швидкість протікання в діелектриках хімічних реакцій.
При характерних для експлуатації температурах можливе розм'якшення частини ізоляційних матеріалів, що під впливом механічних навантажень призводить до деформації ізоляційних конструкцій. У процесі старіння в ізоляції утворяться продукти розпаду зі зниженою температурою газоутворення, що призводить до росту кількості та обсягу газових включень, появи у зв'язку з цим тріщин або короблення. Розшарування складних діелектриків збільшує інтенсивність часткових розрядів, що веде до іонізаційного пробою.
При перевищенні критичного значення температури діелектриків в органічних матеріалах починається термічний розпад — піроліз або обвуглювання тощо. Для характеристики діелектриків щодо впливу температури введено поняття «нагрівостійкість».
Нагрівостійкістю діелектриків називають їх здатність витримувати тривалий вплив підвищеної температури без недопустимого погіршення технічних властивостей. У залежності від значень температури, допустимій в умовах експлуатації, діелектрики розрізняють за класами нагрівостійкості, для яких встановлені допустимі температури, що забезпечують прийнятні терміни служби ізоляції.
Таблиця 3.1 - Допустимі температури в найбільш нагрітих точках в процесі тривалої роботи головних видів ізоляції
Клас нагрі- востійкості ізоляції |
Допустима температура, °С |
Характеристика головних груп електроізоляційних матеріалів, що відповідають даному класові |
Y |
90 |
Непросочені й незанурені в рідинний діелектрик волокнисті матеріали з целюлози і шовку та подібні їм матеріали |
А |
105 |
Ті ж матеріали, але занурені в рідинний діелектрик |
Е |
120 |
Деякі синтетичні органічні плівки і подібні до них матеріали |
В |
130 |
Матеріали на основі слюди (у тому числі на органічній підкладці), азбесту і скловолокна, які застосовуються з органічними зв'язуючими і просочуючими речовинами і подібні до них матеріали |
F |
155 |
Ті ж матеріали в поєднанні з синтетичними зв'язуючими і просочуючими речовинами |
H |
180 |
Ті ж матеріали в поєднанні з кремнійорганічними зв'язуючими і просочуючими речовинами |
G |
Більше 180 |
Слюда, керамічні матеріали, скло, кварц, застосовані без зв'язуючої речовини чи з неорганічними кремнійорганічними зв'язуючими речовинами, а також подібні до них матеріали |
Зазначимо, що цей термін не можна встановити цілком точно, проте терміни служби ізоляції за температурою, наведені в таблиці 3.1, підтверджуються досвідом експлуатації електричного устаткування. Отже, допустимі температури в найбільш нагрітих точках слід розглядати не як граничні, а як умовні величини. Досвід свідчить, що температури, подані в таблиці 3.1, можуть бути перевищені протягом обмеженого часу й у ряді випадків це економічно доцільно, але треба враховувати прискорення зносу ізоляції. Це насамперед стосується силових трансформаторів і кабелів з ізоляцією класу А, які допускають значні перевантаження.
На підставі спеціальних досліджень було сформульовано так зване правило восьми градусів, відповідно до якого підвищення температури на кожні вісім градусів скорочує термін служби ізоляції вдвічі.
Проте аналіз досвіду експлуатації спонукав Міжнародну електротехнічну комісію (МЕК) прийняти правило шести градусів, при якому скорочення термінів служби ізоляції удвічі відбувається при зміні температури на кожні 6°. Це означає, що коли під час роботи ізоляції класу А з постійною температурою 100°С термін служби дорівнює 16 років, то за температури 106°С він скоротиться до 8 років, за температури 112°С — до 4 років, а якщо температура становитиме 150°С, ізоляція вийде з ладу протягом кількох днів. За правилом шести градусів α = 0,112. Для твердих ізоляційних матеріалів класу В і для трансформаторного мастила скорочення термінів служби ізоляції відбувається при зміні температури до 10°С, а для класу Н — до 12°. Таким чином, чим вище клас ізоляції, тим повільніше відбувається процес старіння ізоляції при певній температурі.
За умови низьких температур електричні властивості діелектриків, як правило, поліпшуються, проте багато матеріалів за низької температури стають дуже жорсткими і крихкими, що знижує їх механічні властивості. Для характеристики діелектриків щодо впливу низьких температур введено поняття морозостійкості, під яким розуміють спроможність діелектрика витримувати вплив низьких температур не допускаючи при цьому погіршення властивостей.
Зволоження ізоляції
Великий вплив на інтенсивність старіння ізоляції чинить волога. Відомо, що у вологій атмосфері гігроскопічність більшості ізоляційних матеріалів призводить до погіршення їх діелектричних якостей (збільшується провідність, підвищуються діелектричні втрати, створюються умови для виникнення і розвитку іонізаційних процесів). Розчиняючи різноманітні осади на поверхні ізоляції, а також речовини, що входять до складу ізоляції, вода утворює хімічно активні рідини, які сприяють прискореному зносу ізоляції.
При певних величинах температури і тиску, повітря може містити цілком визначену кількість пари, яка його насичує. Чим вище температура, тим більше пари в стані насичення може мати повітря. При охолодженні, наприклад, від зіткненні з холодною поверхнею устаткування, повітря перенасичується, що викликає випадіння роси.
Разом з підвищенням насичення зростає і парціальний тиск водяних парів. Чим вище цей тиск, тим більше вологи проникає в пори ізоляції. Для характеристики здатності зволоження діелектричних матеріалів введено поняття гігроскопічності, під яким розуміють здатність матеріалу поглинати вологу з навколишнього середовища.
Відомо, що гігроскопічність діелектриків значною мірою залежить від їх структури і складу. Наприклад, дуже малу гігроскопічність мають такі ізоляційні матеріали, як парафін, поліетилен, лита ізоляція на основі епоксидних смол, які при тривалому перебуванні у вологому середовищі не втрачають своїх діелектричних властивостей. Однак більшість твердих електроізоляційних матеріалів, маючи на своїй поверхні мікроскопічні й субмікроскопічні пори, легкодоступні для проникнення в них молекул води. Це пояснюється незначними розмірами молекул води в порівнянні з молекулами інших речовин (діаметр молекул води складає приблизно 2,7 • 10-8 см, тоді як молекули кисню мають діаметр близько 3,7 • 10-8 см). Завдяки цьому волога легко проникає через різноманітні отвори, подряпини, щілини в ізоляційних матеріалах, а також через тріщини в місцях армування ізоляторів тощо.
Вологість знижує якість ізоляції різними шляхами. Насамперед під час змочування поверхонь відбувається зменшення поверхневого опору. Проникнення вологи в товщу діелектрика різко знижує питомий опір і електричну міцність, збільшує діелектричні втрати.
Висока діелектрична проникність води в порівнянні з більшістю ізоляційних матеріалів є причиною підвищення ємності ізоляції, що веде до збільшення діелектричних втрат.
Волога істотно впливає на діелектричні властивості рідинних діелектриків. Розчинність води в чистих мінеральних діелектриках вельми незначна, але вона значно залежить від температури.
Гідроскопічность трансформаторного мастила різко збільшується при навіть незначній кількості (частка відсотка) полярних добавок (нафтанату свинцю, кислот, луг, фенолів і ін.). При цьому електрична міцність мастила різко зменшується.
Найбільш ефективним засобом боротьби з цвіллю є обробка електроустаткування лаками з додаванням фунгецидів. Проте встановлено, що в лаках, які містять алкідну й фенольну смоли, деякі фунгециди втрачають свою ефективність. У процесі обслуговування боротьба з цвіллю зводиться до підтримки правильного температурно-вологісного режиму, своєчасного провітрювання приміщення та сушіння устаткування.
Для більш повного та детального розуміння цього питання прочитайте матеріали 1 (стр.166-192), 2 (стр.58-73) література.
