ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 20.10.2024
Просмотров: 26
Скачиваний: 0
.
Обычно в диэлектрике имеется несколько видов носителей заряда. Например, кроме ионов основного вещества могут иметься слабо связанные ионы примесей. В этом случае удельная проводимость складывается из собственной и примесной.
- диэлектрическая проницаемость материала;
Диэлектрическая проницаемость среды ε — безразмерная физическая величина, характеризующая свойства изолирующей (диэлектрической) среды. Связана с эффектом поляризации диэлектриков под действием электрического поля (и с характеризующей этот эффект величиной диэлектрической восприимчивости среды). Величина ε показывает, во сколько раз сила взаимодействия двух электрических зарядов в среде меньше, чем в вакууме. Относительная диэлектрическая проницаемость воздуха и большинства других газов в нормальных условиях близка к единице (в силу их низкой плотности). Для большинства твёрдых или жидких диэлектриков относительная диэлектрическая проницаемость лежит в диапазоне от 2 до 8 (для статического поля). Диэлектрическая постоянная воды в статическом поле достаточно высока — около 80. Велики её значения для веществ с молекулами, обладающими большим электрическим диполем. Относительная диэлектрическая проницаемость сегнетоэлектриков составляет десятки и сотни тысяч.
Диэлектрическая проницаемость, безразмерная величина e, показывающая, во сколько раз сила взаимодействия F между электрическими зарядами в данной среде меньше их силы взаимодействия Fo в вакууме:
e =Fо/F.
Диэлектрическая проницаемость показывает, во сколько раз поле ослабляется диэлектриком, количественно характеризуя свойство диэлектрика поляризоваться в электрическом поле. Значение относительной диэлектрической проницаемости вещества, характеризующее степень его поляризуемости, определяется механизмами поляризации. Однако величина в большой мере зависит и от агрегатного состояния вещества, так как при переходах из одного состояния в другое существенно меняется плотность вещества, его вязкость и изотропность.
- тангенс угла диэлектрических потерь;
Диэлектрическими потерями называют энергию, рассеиваемую в электроизоляционном материале под воздействием на него электрического поля.
Способность диэлектрика рассеивать энергию в электрическом поле обычно характеризуют углом диэлектрических потерь, а также тангенсом угла диэлектрических потерь. При испытании диэлектрик рассматривается как диэлектрик конденсатора, у которого измеряется емкость и угол δ, дополняющий до 90° угол сдвига фаз между током и напряжением в емкостной цепи. Этот угол называется углом диэлектрических потерь.
Измерение тангенса угла диэлектрических потерь. Для измерения емкости и угла диэлектрических потерь (или tgδ) эквивалентную схему конденсатора представляют как идеальный конденсатор с последовательно включенным активным сопротивлением (последовательная схема) или как идеальный конденсатор с параллельно включенным активным сопротивлением (параллельная схема).
Рисунок 6 - Векторная диаграмма тока и напряжения в диэлектрике с потерями
Для последовательной схемы активная мощность:
Р=(U2ωtgδ)/(1+tg2δ), tgδ = ωСR
Для параллельной схемы:
Р=U2ωtgδ, tgδ = 1/(ωСR)
где С - емкость идеального конденсатора;R - активное сопротивление.
Значение угла диэлектрических потерь обычно не превышает сотых или десятых долей единицы (поэтому угол диэлектрических потерь принято выражать в процентах), тогда 1+tg2δ≈ 1, а потери для последовательной и параллельной схем замещения Р=U2ωtgδ, tgδ = 1/(ωСR)
Значение потерь пропорционально квадрату приложенного к диэлектрику напряжения и частоте, что необходимо учитывать при выборе электроизоляционных материалов для аппаратуры высокого напряжения и высокочастотной.
С увеличением приложенного к диэлектрику напряжения до некоторого значения Uо начинается ионизация имеющихся в диэлектрике газовых и жидкостных включений, при этом δ начинает резко возрастать за счет дополнительных потерь, вызванных ионизацией. При U1 газ ионизирован и уменьшается (рисунок 7).
Рисунок 7 - График ионизации имеющихся в диэлектрике газовых и жидкостных включений
Тангенс угла диэлектрических потерь трансформаторов и электрических машин измеряют между каждой обмоткой и корпусом при заземленных свободных обмотках.
- электрическая прочность.
Электрическая прочность — характеристика диэлектрика, минимальная напряжённость электрического поля, при которой наступает электрический пробой. Все газы, а также все твёрдые и жидкие диэлектрики обладают конечной электрической прочностью.
Когда напряжённость электрического поля превышает электрическую прочность, диэлектрик начинает проводить электрический ток. Проводимость вызывается комбинацией ударной ионизации и туннельного просачивания; роль каждого из этих эффектов зависит от конкретного диэлектрика.
Изменение электропроводности происходит скачкообразно и часто приводит к разрушению диэлектрика вследствие перегрева.
2) Опишите следующие характеристики, согласно варианту:
3.5. Вязкость диэлектрических материалов (вязкость, кинематическая вязкость) и кислотное число.
Важной характеристикой жидких диэлектриков (электроизоляционных масел, лаков, заливочных и пропиточных компаундов и т. п.) является вязкость.
Вязкость - определяет степень текучести жидкого диэлектрика, от которой зависит проникающая способность лаков при пропитке обмоточных проводов, а также конвекция масла в трансформаторах и т. д.
Различаются кинематическая вязкость, измеряемая капиллярными вискозиметрами (U-образными стеклянными трубками), и так называемая условная вязкость, определяемая по скорости истечения жидкости из калиброванного отверстия в специальной воронке. Единицей кинематической вязкости является стокс (ст).
Условная вязкость измеряется градусами Энглера.
Различают вязкость динамическую, кинематическую и условную. Динамическая вязкость ц — это коэффициент внутреннего трения жидкости. Кинематическая вязкость v равна отношению динамической вязкости к плотности d жидкости. В единицах СИ кинематическая вязкость измеряется в Пас, динамическая — в м2/с.
Условную вязкость измеряют с помощью шариковых или капиллярных вискозиметров, воронки НИИЛК, вискозиметра Энглера и др. Вязкость сильно зависит от температуры и с ее увеличением снижается.
Кислотное число — определяет количество (мг) гидроксида калия (КОН), необходимое для нейтрализации свободных кислот, содержащихся в жидком диэлектрике и ухудшающих его электроизоляционные свойства.
Кислотность — важная характеристика жидких диэлектриков. Наличие свободных кислот увеличивает проводимость диэлектрика и приводит к разрушению тех материалов, с которыми жидкий диэлектрик соприкасается. Чем ниже кислотное число диэлектрика, тем выше качество изоляции. Поэтому кислотное число трансформаторного масла должно быть не более 0,05 г/кг и у большинства изоляционных лаков 1 ..3 г/кг. В технике применяется ряд мер, исключающих или замедляющих окисление жидких диэлектриков в процессе эксплуатации: герметизация жидкого диэлектрика, его очистка, применение специальных добавок и т. п.
Список использованной литературы
1.Белоруссов Н.И. Электротехнические кабели, провода и шнуры: справочник. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 536 с., ил.
2.Дриц М.Е., Москалев М.А. Технология конструкционных материалов и материаловедение: учеб. для вузов. – М.: Высш. школа, 1990. – 447 с., ил.
3.Колесов С.Н. Материаловедение и технология конструкционных материалов: учебник для вузов / С.Н. Колесов, И.С. Колесов. – 2-е изд., перераб. идоп. – М.: Высш. школа, 2007. – 535 с., ил.
4.Материаловедение и технология конструкционных материалов: учеб. / Под ред. В.Б. Арзамасова, А.А. Черепахина. – М.: Академия, 2007. – 448 с.: ил. – (Высш. проф. образование).
5.Материаловедение. Технология конструкционных материалов: учеб. пособие для студентов вузов, обучающих по направлению подгот. Электротехника, электромеханика и электротехнологии» / Под ред. В.С. Чередниченко. – 2-е изд., перераб. - М: Омега – Л, 2006. – 752 с., ил.
6.Солнцев Ю.П. Материаловедение: учебник / Ю.П. Солнцев, С.А. Волотжанина. – 2-е изд., стер. – М.: Академия, 2008. – 496 с: ил. – (Среднее проф. образование).
7.Справочник по электротехническим материалам: Т.1 / Под ред. Ю.В. Корицкого. – 3-е изд., перераб. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 368 с., ил.
8.Справочник по электротехническим материалам: Т.2 / Под ред. Ю.В. Корицкого. – 3-е изд., перераб. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 464 с., ил.
9.Справочник по электротехническим материалам: Т.3 / Под ред. Ю.В. Корицкого. – 3-е изд., перераб. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 728 с., ил.
10.Технология конструкционных материалов: учебник / Под ред. О.С. Комарова. – Мн.: Новое знание, 2005. – 560 с., ил.
11.Фетисов Г.П. Материаловедение и технология металлов: учебник / Г.П. Фетисов, Ф.А. Гарифуллин. – 2-е изд., испр. – М.: Изд-во Оникс, 2008 -624 с.: ил.