ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Электроизоляционные материалы окружают и отделяют друг от друга токоведущие части электрических устройств, элементы схемы или конструкции, находящиеся под различными электрическими потенциалами.
Изоляция обкладок конденсаторов позволяет получать требуемые значения электрической ёмкости. Для изоляции применяют газы, жидкости и твёрдые вещества. По химическому составу электроизоляционные материалы подразделяют на: - органические, - элементоорганические; - неорганические.
Твёрдые материалы классифицируют на основе особенностей их строения:полимеры и эластомеры (каучуки), волокна (пропитанные), лаки и компаунды,стёкла, кристаллы и плёнки, композиции диэлектриков волокнистого и кристаллического строения с аморфным связующим.
1.1 Электропроводность диэлектриков В диэлектрике различаюттоки сквозной проводимости токи смещения связанных зарядов (при замедленных видах поляризации их называют токами абсорбции, от лат. absorbeo - поглощаю). Сумма токов сквозной проводимости и абсорбции называется током утечки.
Электропроводность диэлектрика характеризуется только током сквозной проводимости. Для исключения токов абсорбции её измеряют при постоянном напряжении через 1 минуту после его подачи (за это время токи абсорбции спадают практически до нуля).Электропроводность диэлектриков возрастает при нагреве и повышении влажности.У твёрдых материалов различают объёмную и поверхностную электропроводность.
|
|
|
Для численной оценки качества изоляционных материалов можно использовать значения удельной объёмной электрической проводимости γ v , См/м(сименс, делённый на метр), удельной поверхностной электрической проводимости γ s , См. На практике чаще используют обратные величины удельное объёмное электрическое сопротивление pv удельное поверхностное электрические сопротивление ps
Удельное объёмное электрическое сопротивление pV , Ом·м (Ом, умноженный на метр), численно равно сопротивлению куба с ребром в 1 м, мысленно выделенного из исследуемого материала, если ток проходит от одной грани этого куба к противоположной
Удельное поверхностное электрическое сопротивление ps , Ом, численно равно сопротивлению квадрата любых размеров, мысленно выделенного на поверхности материала, если ток проходит от одной стороны этого квадрата к противоположной.
Уменьшение сквозного тока со временем говорит о том, что электропроводность материала обусловлена ионами посторонних примесей, она уменьшается за счёт электрической очистки образца. Увеличение тока со временем свидетельствует об участии в нём зарядов, которые являются структурными элементами самого материала и о протекающем в диэлектрике необратимом процессе старения, способном постепенно привести к разрушению - пробою диэлектрика.
|
|
|
Электропроводность газов при небольших значениях напряжённости электрического поля пренебрежимо мала. Поэтому воздух можно рассматривать как совершенный диэлектрик, до тех пор, пока не создадутся условия для ударной ионизации
Электропроводность жидких диэлектриков тесно связана со строением молекул жидкости. В неполярных жидкостях электропроводность определяется наличием диссоциированных примесей, в том числе влаги (от лат. dissociatio — разъединение). Очистка неполярных жидких диэлектриков от примесей заметно повышает их сопротивление.
В полярных жидкостях электропроводность зависит не только от примесей; иногда она вызывается диссоциацией молекул самой жидкости. С увеличением температуры возрастает степень диссоциации и подвижность ионов, а следовательно, и электропроводность. Полярные жидкости по сравнению с неполярными всегда имеют повышенную проводимость, чем больше диэлектрическая проницаемость, тем выше проводимость. Сильнополярные жидкости отличаются настолько высокой проводимостью, что рассматриваются уже не как диэлектрики, а как проводники с ионной электропроводностью.
|
|
|
Электропроводность твёрдых тел обусловлена как передвижением ионов самого диэлектрика, так и ионов случайных примесей, а в сильных полях - также движением электронов. Собственная электропроводность твёрдых тел, ее зависимость от температуры определяются структурой вещества и его составом. Кристаллы с одновалентными ионами обладают большей удельной проводимостью, чем кристаллы с многовалентными ионами.
В анизотропных кристаллах удельная проводимость неодинакова по разным его осям. Например, в кварце удельная проводимость в направлении, параллельном главной оси, примерно, в 1000 раз больше, чем в направлении, перпендикулярном этой оси В кристаллических телах с молекулярной решёткой (сера, алмаз) проводимость мала и определяется примесями.
Проводимость твёрдых пористых диэлектриков значительно увеличивается при наличии в них влаги. Высушивание материалов повышает их электрическое сопротивление, но под воздействием влажной среды сопротивление вновь уменьшается. Для уменьшения гигроскопичности (поглощения влаги) и влагопроницаемости пористые изоляционные материалы подвергают пропитке.
|
|
|
Поверхностная электропроводность твёрдых диэлектриков обусловлена наличием влаги, загрязнением и различными дефектами поверхности диэлектрика. Вода обладает значительной проводимостью. Достаточно тончайшего слоя влаги на поверхности диэлектрика, чтобы обнаружить заметную электропроводность, которая определяется в основном толщиной этого слоя. Однако поскольку сопротивление адсорбированной плёнки влаги связано с природой материала, на поверхности которого она находится, удельную поверхностную проводимость обычно рассматривают как характеристику самого диэлектрика.
Наличие загрязнения относительно мало сказывается на поверхностной проводимости гидрофобных диэлектриков (от гидро... и греч. phobos - страх, боязнь). Это неполярные диэлектрики, чистая поверхность которых неспособна смачиваться водой. Однако загрязнения сильно влияют на проводимость гидрофильных диэлектриков, (от гидро... и греч. phileo - люблю). К ним относят ионные и полярные диэлектрики со смачиваемой поверхностью, особенно если они частично растворимы в воде. Под действием воды на поверхности таких диэлектриков образуется плёнка электролита.
Высокой поверхностной проводимостью обладают также объёмно-пористые материалы, в них процесс поглощения влаги в глубь материала стимулирует образование плёнки на его поверхности.
С целью уменьшения поверхностной электропроводности материала применяют различные приёмы очистки его поверхности -промывку спиртом и водой, кипячение в дистиллированной воде. Для сохранения поверхностного сопротивления изделий из керамики и стёкол в условиях высокой влажности, их покрывают плёнками гидрофобных (водоотталкивающих) кремнийорганических лаков.
При постоянном напряжении качество изоляционного материала характеризуется значениями удельных объёмного pv и поверхностного рs сопротивлений. Потери энергии, вызванные протеканием малых постоянных токов сквозной проводимости, невелики.
ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Дата добавления: 2022-11-11; просмотров: 28; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!