- •Кристаллические вещества
- •Типы кристаллических решеток
- •Изоморфизм и полиморфизм
- •Газообразные диэлектрики
- •Жидкие диэлектрики
- •Пластмассы и пленочные материалы
- •Стекло и керамика
- •Слюда и слюдяные материалы
- •Лаки, эмали, компаунды
- •Активные диэлектрики
- •Полимеры. Общие свойства
- •Диэлектрическая проницаемость
- •Ионные соединения
- •Электронная поляризация
- •Ионная поляризация
- •Релаксационные (замедленные) виды поляризации
- •Дипольно-релаксационная поляризация
- •Основные понятия о электропроводности диэлектриков: Зависимость тока от времени приложения постоянного напряжения
- •Токи абсорбции
- •Механизмы возникновения и уменьшения тока абсорбции Iабс
- •Зависимость tg полярных диэлектриков от температуры
- •Зависимость tgб от частоты
- •Определение электрической прочности
Газообразные диэлектрики
Преимуществами газов перед остальными видами электроизоляционных материалов являются высокое удельное электрическое сопротивление, малый тангенс угла диэлектрических потерь, малая, близкая к единице диэлектрическая проницаемость. Наиболее же ценным свойством газов является их способность восстанавливать электрическую прочность после разряда. Кроме воздуха в качестве электрической изоляции широко используют двух- и трехатомные газы - азот, водород, углекислый газ. Электрические прочности этих газов при нормальных условиях мало отличаются друг от друга и могут с достаточной точностью приниматься равными прочности воздуха.
Жидкие диэлектрики
Жидкие диэлектрики представляют собой электроизоляционные жидкости, используемые в электрических аппаратах высокого напряжения, а также в блоках электронной аппаратуры. Применение электроизоляционных жидкостей позволяет обеспечить надежную и длительную работу электрической изоляции, находящихся под напряжением элементов конструкций и отводить от них тепло, выделяющееся при работе.
Электроизоляционные жидкости по химической природе можно классифицировать на нефтяные электроизоляционные масла и синтетические жидкости различных типов. По специфике применения они делятся на жидкости для конденсаторов, кабелей, циркулярных систем охлаждения выпрямительных установок и турбогенераторов, масляных выключателей.
Нефтяные электроизоляционные масла являются горючими жидкостями и представляют большую опасность. Пожарная опасность оценивается по температуре вспышки паров жидкого диэлектрика в смеси с воздухом. Эта температура должна быть не ниже 135-140оС.
Из характеристик трансформаторного масла следует отметить кинематическую вязкость при температуре 20 и 50оС, знание которой весьма важно, так как при увеличении вязкости сверх допустимых пределов ухудшается теплоотвод от обмоток и магнитопровода трансформатора, а это может привести к сокращению срока службы электрической изоляции. Стандартом нормировано также кислотное число, которое необходимо контролировать для учета старения масла в процессе его эксплуатации.
|
По своим диэлектрическим характеристикам хорошо очищенное от примесей и влаги трансформаторное масло обладает свойствами неполярного диэлектрика. Пробивное напряжение технически чистых масел в стандартном разряднике составляет 50-60КВ при 50Гц и примерно 120КВ при воздействии импульсного напряжения. С целью повышения устойчивости масел к процессам старения в масла вводят синтетические ингибиторы - ионол, ДВРС и др. в концентрации от 0.1 до 0.5. |
Ингибиторы замедляют процесс старения масла в 2-3 раза. Масла, побывавшие в эксплуатации, подвергаются регенерации. Осушка масел производится искусственными цеолитами, которые известны также под названием "молекулярные сита".
Конденсаторные масла отличаются от трансформаторных масел более тщательной очисткой и меньшими значениями tg (до 2.10-4).
Конденсаторные масла отличаются от трансформаторных по температуре вспышки и вязкости.
Наибольшее применение получили синтетические жидкости на основе хлорированных углеводородов, что связано с их высококой термической устойчивостью, электрической стабильностью, негорючестью. Однако в связи с токсичностью хлорированнных углеводородов их применеие сначала ограничивалось, а в настоящее время почти повсеместно запрещено, хотя в эксплуатации еще имеется их значительное количество.
Значения тангенса угла диэлектрических потерь для трихлордифенила, совтола-10 и гексола при 90оС лежит в пределах 0.015 - 0.03. Удельное объемное сопротивление полихлордифенилов при рабочих температурах в пределах 3.109-1012 Ом.м. Наименее полярные свойства проявляются у гексола, у которого при 70оС не превышает 2.7-2.9. Электрическая прочность большинства жидкостей на основе хлористых углеводородов при 20оС не превышает 18-22МВ/м.
Жидкие диэлектрики на основе кремнийорганических соединений (полиорганосилоксанов) являются нетоксичными и экологически безопасными. Эти жидкости представляют собой полимеры с низкой степенью полимеризации, в молекулах которых содержится повторяющаяся силоксанная группировка:
|
| |
|
|
|
- |
Si |
- |
O |
-, |
|
| |
|
|
|
атомы кремния которой связаны с органическими радикалами.
По своим диэлектрическим характеристикам полиорганосилоксановые жидкости приближаются к неполярным диэлектрикам. Полиорганосилоксановые жидкости используют в импульсных трансформаторах, специальных конденсаторах, блоках радио- и электронной аппаратуры и в некоторых других случаях.
Жидкие диэлектрики на основе фтороорганических соединений отличаются негорючестью, высокой химической, окислительной и термической стабильностью, высокими электрофизическими и теплопередающими свойствами. Они получили применение для наполнения небольших трансформаторов, блоков электронного оборудования и других электрических аппаратов в тех случаях, когда рабочие температуры велики для других видов жидких диэлектриков. Некоторые перфторированные жидкие диэлектрики могут использоваться для создания испарительного охлаждения в силовых трансформаторах. По диэлектрическим свойствам фторированные углеводороды могут быть отнесены к неполярным соединениям.