Электропроводность и пробой жидких диэлектриков Электропроводность жидких диэлектриков.

Чистые жидкие диэлектрики обладают электропроводимостью обусловленной перемещением в них ионов, которые образуются в результате диссоциации (распада) молекул примесей (воды, кислот и др.), а частично и молекул самого диэлектрика.

Загрязнённые жидкие диэлектрики, находящиеся в эксплуатации, кроме ионной электропроводимости обладают ещё и моллионной. Она обусловлена перемещением электрически заряженных коллоидных (диаметр частицы 10^-6 м) частиц воды, смолистых веществ и примесей, образующихся в результате старения диэлектрика.

Все масла в процессе их эксплуатации находятся под воздействием повышенных температур, электрического поля, а также соприкасаются с металлическими частями электрооборудования, а в некотором электрооборудовании соприкасаются с атмосферным воздухом. Это вызывает старение масла, в основе которого лежит окисление. При старении в масле образуются твёрдые смолообразные примеси, нерастворимые и растворимые в горячем масле, которые выпадаю в виде осадка на обмотках и других частях, которые затрудняют теплоотвод. В процессе старения в масле образуются кислоты и влага.

Что бы замедлить старение масел, в них водят вещества, задерживающие окисление (ионол 0,1-0,5%, замедляет старение в 2-3 раза) – ингибиторы. Однако присадка ингибиторов не может полностью предохранить масло от старения.

Электроизоляционные масла, следует хранить и перевозить в сухой герметичной таре, перекачивать по чистым металлическим трубопроводам (резиновые шланги растворяясь, загрязняют масло). В процессе эксплуатации масло необходимо защищать от проникновения в него воздуха и влаги.

С повышение температуры увеличивается количество и подвижность носителей заряда (уменьшается вязкость масла) и электропроводность увеличивается.

Пробой жидких диэлектриков.

Газовые включения и коллоидные частички воды, имеющие сферическую форму, под действием электрического поля деформируются, превращаются в эллипсоидные вращения, удлиняются и сливаются, образуя сплошной канал между электродами (“мостики”) по которому проходит электрический заряд, т.е. происходит пробой. Коллоидные частички воды кроме того поляризуются и притягиваются друг другу.

С увеличением давления электрическая прочность газа и электрическая прочность повышается. С увеличением содержания воды электрическая прочность сильно снижается.

Под действием электрических сил коллоидные смолистых веществ поляризуются, втягиваются в межэлектродное пространство, и образуют между электродами сплошные цепочки с пониженным сопротивлением.

При температурах близких к 0⁰С, вода и смолистые вещества находятся в свободном состоянии, и масло обладает минимальной электрической прочностью. С повышением температуры часть коллоидных частиц воды или смолистых веществ растворяется, и образование токопроводящего канала затрудняется, электрическая прочность повышается. С понижением температуры до -40⁰С вода замерзает и электрическая прочность увеличивается. При температуре больше 70⁰С начинается процесс кипения и увеличивается количество газов, что снижает электрическую прочность.

В однородном электрическом поле электрическая прочность больше, чем в неоднородном поле. В неоднородном поле может происходит неполный пробой (корона), под действием которой протекают процессы разложения и образования продуктов которые резко снижают электрическую прочность.

После снятия напряжения пробитый промежуток восстанавливается.

Для повышения электрических характеристик жидкие диэлектрики тщательно очищают от различных загрязнений и влаги, а также дегазируют.

ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ И ПРОБОЙ ТВЁРДЫХ ДИЭЛЕКТРИКОВ

Электропроводность твёрдых диэлектриков.

1. Объёмная проводимость.

Ток объёмной проводимости представляет собой направленное перемещение:

- сводных ионов, которые образуются в результате диссоциации (распада) молекул примесей, имеющихся в небольшом количестве: органические кислоты, щелочные оксиды (Na₂O, K₂O), влага и другие;

- ионов самого диэлектрика при повышенных температурах, поэтому удельное объёмное сопротивление ρ₀ при некоторой температуре резко падает.

- электронов и ионов диэлектрика при приложении больших напряжений, при этом удельное объёмное сопротивление ρ₀ падает.

2. Поверхностная проводимость.

Ток поверхностной проводимости зависит от степени увлажнения и загрязнения их поверхности. Чем сильнее увлажнена и загрязнена поверхность диэлектрика, тем меньшим удельным поверхностным сопротивлением ρ_п он обладает.

Для защиты поверхности твёрдых диэлектриков от загрязнений и влаги их покрывают гидрофобными (не смачиваемыми водой) покрытиями – лаками и эмалями.

Является важной характеристикой при оценке материалов в линейных изоляторах (изоляторы из стекла покрывают кремнейорганическими соединениями).