Elektros izoliacinių medžiagų charakteristikos

Elektros izoliacinės medžiagos yra medžiagos, kuriomis izoliuojami laidai. Jie turi: didelį atsparumą, elektrinį stiprumą - medžiagos gebėjimą atsispirti skilimui dėl savo elektros įtampos ir elektros nuostolių, pasižyminčių nuostolių kampo liestine, atsparumu karščiui, apibūdinamą temperatūra, kuri maksimaliai leistina tam tikram dielektrikui. jo ilgalaikis naudojimas elektros įrenginiuose.

Elektros izoliacinės medžiagos – dielektrikai gali būti kieti, skysti ir dujiniai.

Elektros izoliacinių medžiagų paskirtis yra sukurti tarp dalių, turinčių skirtingą elektrinį potencialą, tokią aplinką, kuri neleistų srovei praeiti tarp tų dalių.

Atskirkite elektrines, mechanines, fizikines-chemines ir šilumines dielektrikų charakteristikas.

Dielektrikų elektrinės charakteristikos

Tūrinė varža – dielektriko varža, kai per jį teka nuolatinė srovė. Plokščiam dielektrikui jis lygus:

Rv = ρv (d / S), omai

čia ρv – savitoji dielektriko tūrinė varža, kuri yra kubo, kurio briauna yra 1 cm, varža, kai nuolatinė srovė teka per dvi priešingas dielektriko puses, Ohm-cm, S yra dielektriko skerspjūvio plotas dielektrikas, per kurį teka srovė (elektrodų plotas), cm2, e - dielektriko storis (atstumas tarp elektrodų), žr.

Dielektrinio paviršiaus atsparumas

Paviršiaus varža – dielektriko varža, kai per jo paviršių teka srovė. Šis pasipriešinimas yra:

Rs = ρs (l / S), Ohm

čia ps — dielektriko savitoji paviršiaus varža, kuri yra kvadrato (bet kokio dydžio) varža, kai nuolatinė srovė teka iš vienos pusės į priešingą, Ohm, l- dielektriko paviršiaus ilgis (srovės tekėjimo kryptimi) ), cm, C — dielektriko paviršiaus plotis (srovei statmena kryptimi), žr.

Dielektrinė konstanta.

Kaip žinote, kondensatoriaus - dielektriko, uždaro tarp dviejų lygiagrečių ir priešingų metalinių plokščių (elektrodų), talpa yra tokia:

C = (ε S) / (4π l), cm,

čia ε — medžiagos santykinė dielektrinė konstanta, lygi kondensatoriaus su duotu dielektriku talpos santykiui su tų pačių geometrinių matmenų, bet kurio dielektrikas yra oras (tiksliau vakuumas), talpos santykiui; C - kondensatoriaus elektrodo plotas, cm2, l - dielektriko storis, uždarytas tarp elektrodų, žr.

Dielektrinių nuostolių kampas

Galios nuostoliai dielektrikoje, kai jam tiekiama kintamoji srovė:

Pa = U NS Ia, W

kur U yra taikoma įtampa, Ia yra aktyvusis srovės komponentas, einantis per dielektriką, A.

Kaip žinoma: Ia = AzR / tgφ = AzRNS tgδ, A, Azr = U2πfC

čia Azp – reaktyvioji srovės, einančios per dielektriką, komponentė, A, C – kondensatoriaus talpa, cm, f – srovės dažnis, Hz, φ – kampas, kuriuo srovės vektorius, einantis per dielektriką, yra prieš šiam dielektrikui taikomą įtampos vektorių, laipsniai, δ - kampas, papildantis φ iki 90 ° (dielektrinių nuostolių kampas, laipsniai).

Tokiu būdu nustatomas galios nuostolių dydis:

Pa = U22πfCtgδ, W

Didelę praktinę reikšmę turi tgδ priklausomybės nuo veikiančios įtampos dydžio (jonizacijos kreivės) klausimas.

Esant homogeninei izoliacijai, be delaminacijos ir įtrūkimų, tgδ beveik nepriklauso nuo naudojamos įtampos dydžio; esant delaminacijai ir įtrūkimams, didėjant taikomajai įtampai, tgδ smarkiai padidėja dėl izoliacijoje esančių tuštumų jonizacijos.

Periodiškas dielektrinių nuostolių (tgδ) matavimas ir jų palyginimas su ankstesnių matavimų rezultatais apibūdina izoliacijos būklę, jos senėjimo laipsnį ir intensyvumą.

Dielektrinis stiprumas

Elektros instaliacijose ritės izoliaciją sudarantys dielektrikai turi atlaikyti elektrinio lauko veikimą. Didėjant šį lauką sukuriančiai įtampai, tiulio intensyvumas (įtampa) didėja, o lauko stipriui pasiekus kritinę reikšmę, dielektrikas praranda elektrines izoliacines savybes, vadinamasis. dielektrinis skilimas.

Įtampa, kuriai esant įvyksta gedimas, vadinama gedimo įtampa, o atitinkamas lauko stiprumas yra dielektrinis stiprumas.

Skaitinė dielektriko stiprio vertė yra lygi gedimo įtampos ir dielektriko storio santykiui skilimo taške:

Epr = UNHC / l, kV / mm,

čia Upr — gedimo įtampa, kV, l — izoliacijos storis gedimo taške, mm.

Elektros izoliacinės medžiagos

Dielektrikų fizikinės ir cheminės charakteristikos

Be elektrinių, išskiriamos šios fizikinės ir cheminės dielektrikų charakteristikos.

Rūgšties skaičius – nurodo kalio hidroksido (KOH) kiekį (mg), reikalingą skystame dielektrike esančioms laisvosioms rūgštims neutralizuoti ir jo elektros izoliacinėms savybėms pabloginti.

Klampumas - nustato skysto dielektriko takumo laipsnį, kuris lemia lakų prasiskverbimo gebėjimą impregnuojant apvijų laidus, taip pat alyvos konvekciją transformatoriuose ir kt.

Juose išskiriamas kinematinis klampumas, matuojamas kapiliariniais viskozimetrais (U formos stiklo vamzdeliais), ir vadinamasis sąlyginis klampumas, nustatomas pagal skysčio srauto greitį iš kalibruotos angos specialiame piltuvėlyje. Kinematinės klampos vienetas yra Stoksas (st).

Sąlyginis klampumas matuojamas Englerio laipsniais.

Šiluminė varža – medžiagos gebėjimas atlikti savo funkcijas, kai ji veikiama darbinės temperatūros, panašų į numatomą normalaus elektros įrenginių veikimo laikotarpį.

Šildymo įtakoje vyksta elektros izoliacinių medžiagų terminis senėjimas, dėl kurio izoliacija nustoja atitikti jai keliamus reikalavimus.

Elektros izoliacinių medžiagų atsparumo šilumai klasės (GOST 8865-70).Raidė nurodo atsparumo karščiui klasę, o skaičiai skliausteliuose - temperatūrą, ° C

taip (120) Sintetinės medžiagos (plėvelės, pluoštai, dervos, junginiai) B (130) Žėrutis, asbestas ir stiklo pluošto medžiagos, naudojamos su organiniais rišikliais ir impregnantais F (155) Žėručio, asbesto ir stiklo pluošto medžiagos, sujungtos su sintetinėmis rišikliais ir impregnantais H (180) ) Žėručio, asbesto ir stiklo pluošto medžiagos kartu su silicio silicio rišikliais ir impregnuojančiais junginiais C (daugiau nei 180) Žėrutis, keraminės medžiagos, stiklas, kvarcas arba jų deriniai be rišiklių arba su neorganiniais rišikliais

Minkštėjimo taškas, kuriame kietieji dielektrikai, turintys amorfinę būseną šaltoje būsenoje (dervos, bitumas), pradeda minkštėti. Minkštėjimo taškas nustatomas, kai šildoma izoliacija išspaudžiama iš žiedo ar vamzdžio naudojant plieninį rutulį arba gyvsidabrį.

Nuleidimo taškas, kuriame pirmasis lašas atsiskiria ir nukrenta iš stiklinės (su 3 mm skersmens anga apačioje), kurioje kaitinama tiriamoji medžiaga.

Garų pliūpsnio temperatūra, kurioje izoliacinio skysčio garų ir oro mišinys užsidega nuo pateiktos degiklio liepsnos. Kuo žemesnė skysčio pliūpsnio temperatūra, tuo didesnis jo nepastovumas.

Atsparumas drėgmei, cheminis atsparumas, atsparumas šalčiui ir atsparumas atogrąžų dielektrikai - elektros izoliacinių medžiagų elektrinių ir fizikinių-cheminių charakteristikų stabilumas veikiant drėgmei, rūgštims ar bazėms esant žemai temperatūrai nuo -45 ° C iki -60 ° C, kaip taip pat atogrąžų klimatas, pasižymintis aukšta ir staigiai kintančia oro temperatūra dieną, dideliu drėgnumu ir užterštumu, pelėsių, vabzdžių ir graužikų buvimu.

Atsparumas lankui ir vainikiniams dielektrikams — elektros izoliacinių medžiagų atsparumas ozono ir azoto, išsiskiriančio tyliojo iškrovimo metu, poveikiui — koronai, taip pat atsparumas elektros kibirkščių ir stabilaus lanko poveikiui.

Dielektrikų termoplastinės ir termoreaktyvios savybės

Termoplastinės elektros izoliacinės medžiagos yra tos, kurios iš pradžių būna kietos šaltos, minkštėja kaitinant ir ištirpsta tinkamuose tirpikliuose. Atvėsusios šios medžiagos vėl sukietėja. Pakartotinai kaitinant, jų gebėjimas suminkštėti ir ištirpti tirpikliuose išlieka. Taigi tokių medžiagų kaitinimas nesukelia jokių jų molekulinės struktūros pokyčių.

Priešingai nei jos, vadinamosios termoreaktingos medžiagos po terminio apdorojimo tinkamu režimu sukietėja (kepa). Pakartotinai kaitinant, jie nesuminkštėja ir netirpsta tirpikliuose, o tai rodo negrįžtamus jų molekulinės struktūros pokyčius, įvykusius kaitinant.

Izoliacinių medžiagų mechaninės charakteristikos yra: didžiausias tempiamasis stipris, gniuždymas, statinis ir dinaminis lenkimas, taip pat standumas.