10. Жидкие диэлектрики.

Жидкие диэлектрики имеют ряд преимуществ перед газообразными: они имеют примерно в 30 раз более высокую теплопроводность и в 3 раза большую теплоёмкость. Электрическая прочность жидких кристаллов составляет 10-20 МВ/м. Они практически не меняют своего объёма при изменении давления, а, следовательно, и их электрофизические свойства не зависят от давления.

Основной тип электропроводимости - ионный. Электрические свойства зависят от степени очистки от примесей, паров воды и растворённых газов.

Назначение жидких кристаллов - повышать электрическую прочность изоляции, отводить теплоту, гасить электрическую дугу в высоковольтной аппаратуре.

Самыми распространёнными жидкими кристаллами являются нефтяные масла (трансформаторное, кабельное и конденсаторное) и некоторые синтетические электроизоляционные жидкости (кремнийорганические и фторорганические). Раньше широко применялись растительные масла - льняное, касторовое, тунговое.

10.1. Нефтяные масла.

Трансформаторное масло получают из нефти. В процессе эксплуатации быстро стареет. Удельное электрическое сопротивление уменьшается в 50-100 раз. Применяется для заливки высоковольтной аппаратуры (трансформаторы, масляные выключатели).

Конденсаторное масло получают из трансформатора путём вакуумного обезгаживания. Лучше трансформаторного, применяется для заливки и пропитки бумажных конденсаторов.

Кабельное масло получают из газообразных фракций нефти. Применяется для пропитки бумажной изоляции кабелей.

Недостаток нефтяных масел - низкая нагревостойкость, малая диэлектрическая проницаемость, гигроскопичность.

10.2. Синтетические масла

Синтетические электроизоляционные жидкости обладают лучшими по сравнению с нефтяными маслами свойствами. Они имеют более высокую Екр и ε, нагревостойкость, и другие показатели.

Совол - хлорированный дифенил - полярный диэлектрик. Применяется для пропитки бумажных конденсаторов. Диэлектрическая проницаемость (ε) ~ в 5 раз больше, чем у трансформатора, что позволяет почти в 2 раза уменьшить габариты конденсаторов при равной ёмкости и напряжении.

Полиметилсилоксаны - кремнийорганические жидкости, полимеры с линейной структурой молекул. Обладают высокой нагревостойкостью (300°С) и низкой температурой застывания (- 60°С). Термостабилен.

Фреоны - жидкости, соединения фтора с углеродом. Для них характерно: не горючесть и взрывобезопасность, малая гигроскопичность, нагрево и дугостойкость, высокая термостабильность, малые диэлектрические потери. Основное применение - охлаждающие диэлектрические жидкости. Недостатки - токсичность, некоторые сильный яд, взаимодействуют с резиной, с медью, вызывая потемнение, обладает высокой проникающей способностью. Возможна утечка даже через поры чугунных отливок. Боится открытого огня. Разрушает озоновый слой земли.

11. Твёрдые диэлектрики.

По частотным свойствам они делятся на полярные (низкочастотные) и неполярные (высокочастотные).

11.1. Органические диэлектрики.

Большую группу органических диэлектриков составляют смолы, как природные, так и синтетические. Смолы представляют собой аморфные, высокомолекулярные соединения, которые при повышении температуры могут находиться в трёх последующих состояниях: стеклообразном, эластичном, вязкотекучем. Смолы, которые многократно претерпевают этот переход при повторных нагревах, называют термопластичными. Смолы, для которых этот переход необратим и которые, после остывания невозможно вернуть в эластичное состояние повторным нагревом, называются термореактивными.

Смолы обладают хорошими диэлектрическими свойствами, стойки к агрессивным средам.

Термопластичные смолы служат основой для термопластичных пластмасс, т. е. полимерных синтетических материалов, которые при нагреве переходят в пластичное состояние и прессованием приобретают заданную форму, а при охлаждении сохраняют её. Повторный нагрев снова переводит эту пластмассу в пластичное состояние.

Термореактивные смолы являются основой для производства термореактивных пластмасс, которые повторным нагревом невозможно перевести в пластичное состояние.