2.3.4. Диэлектрические потери, обусловленные неоднородностью структуры.▲

Диэлектрические потери, обусловленные неоднородностью структуры наблюдаются в слоистых диэлектриках из пропитанной бумаги и ткани, в пластмассах с наполнителем, в пористой керамике, в производных слюды - миканитах, микалексе и т.д. Ввиду разнообразия структуры однообразных неоднородных диэлектриков и особенностей, содержащихся в них компонентов, не существует общей формулы расчета диэлектрических потерь в этом случае. Для наглядности основные сведения об особенностях различных видов диэлектрических потерь сведены в таблице 2.1

Таблица 2.1 - Классификация потерь в диэлектриках.

Диэлектрические потери	Главные особенности	Виды диэлектриков
Обусловленные Поляризацией:
релаксационные (дипольные и ионные)	Наличие max tg угла потерь, зависящие от температуры и частоты.	Дипольные жидкие и твердые диэлектрики, ионные с неплотной упаковкой.
резонансные	Наличие резко Выраженного max при Некоторой частоте (выше 10^15 Гц), положение которого не зависит от температуры.	Все виды диэлектриков.
спонтанной поляризации	Велики: выше точки Кюри наблюдается резкое уменьшение.	Сегнетоэлектрики.
2. Обусловленные электропроводностью ект	Независимость потерь от частоты (tg угла потерь с частотой снижается по гиперболе) и заметное возрастание с t.	Жидкие и твердые диэлектрики с большой электропроводностью.
3. Ионизационные.	Наблюдаются при U выше ионизации.	Газообразные и твердые диэлектрики с газообразными включениями.
4.Обусловленные неоднородностью структуры.	Сложная зависимость потерь от компонентов, входящих в состав диэлектрика и случайных примесей.	Неоднородные диэлектрики.

2.3.5. Диэлектрические потери в газах.▲

Диэлектрические потери в газах при напряженностях поля, лежащих ниже значения, необходимо для развития ударной ионизации молекул газа, очень мала. В этом случае газ можно практически рассматривать как идеальный диэлектрик. Источником диэлектрических потерь газа может быть в основном только электропроводность, т.к. ориентация дипольных молекул газов при их поляризации не сопровождается диэлектрическими потерями.

Как известно, все газы отличаются весьма малой электропроводностью, и угол диэлектрических потерь в связи с этим будет мал, особенно при высоких частотах.

Удельное объемное сопротивление газов - порядка 10¹⁶ Омм,   1 и tg при f = 50 Гц (в отсутствие ионизации) менее 410^-8. При высоких U и в неоднородном поле, когда напряженность в отдельных местах превзойдет некоторые критические значения, молекулы газа ионизируются, вследствие чего в газе возникают потери на ионизацию.

Ионизационные потери могут быть вычислены по формуле:

, (2. 24)

где А₁ - постоянный коэффициент, f - частота поля, U - приложенное напряжение, U_и - напряжение, соответствующее началу ионизации.

Формула справедлива при U > U_и и линейной зависимости tg от Е. Ионизационное U_и зависит от давления, при котором находится газ, поскольку развитие ударной ионизации молекул связано с длиной свободного пробега носителей заряда. С увеличением давления газа величина U_и возрастает.

При U_и начинается ионизация газа в порах и tg заметно возрастает. При U₁, когда газ во включениях уже ионизирован и энергия на процесс ионизации не затрачивается, tg уменьшается.

Кривую tg = f (U) часто называют кривой ионизации. При высоких частотах ионизация и потери в газах возрастают настолько, что явление может повести к разогреву и разрушению изделий с газовой изоляцией, если напряжение превышает U_и.

Рис 2.7. Изменение tg в зависимости от напряжения для твердой изоляции с газовыми включениями.

Возникновение ионизации газа, заполняющего закрытые поры в твердой изоляции, нередко приводит к такому же разрушению. Ионизация воздуха сопровождается образованием озона и окислов азота, что вызывает химическое разложение органической изоляции, содержащей газовые включения.

На линиях электропередачи высокого U потери на изоляцию воздуха у поверхности проводов (явление короны) снижают КПД линии.