- •Классификация диэлектриков по виду поляризации
- •Электропроводность диэлектриков
- •Электропроводность газов
- •Электропроводность жидкостей
- •Электропроводность твердых диэлектриков
- •Поверхностная электропроводность твердых диэлектриков
- •Виды диэлектрических потерь в электроизоляционых материалах
- •Диэлектрические потери, обусловленные поляризацией
- •Диэлектрические потери, связанные со сквозной электропроводностью
- •Ионизационные диэлектрические потери
- •Диэлектрические потери, обусловленные неоднородностью структуры
- •Диэлектрические потери в газах
- •Диэлектрические потери в жидких диэлектриках
- •Диэлектрические потери в твердых диэлектриках
- •Пробой газов в однородном электрическом поле
- •Пробой газов в неоднородном электрическом поле
- •Пробой жидких диэлектриков
- •Пробой твердых диэлектриков
- •Влажностные свойства диэлектриков
- •Влажность изоляционных материалов
- •Влагопроницаемость изоляционных материалов
- •Механические свойства диэлектриков
- •Хрупкость изоляционных материалов
- •Вязкость изоляционных материалов
- •Параметр (число) Рейнольдса является безразмерным и определяется отношением:
- •Нагревостойкость диэлектриков. Классы нагревостойкости
- •Холодостойкость изоляционных материалов
- •Теплопроводность изоляционных материалов
- •Тепловое расширение изоляционных материалов
- •Химические свойства диэлектриков
- •Воздействие излучений высокой энергии на изоляционные материалы
- •Термо-эдс в металлах
- •Температурный коэффициент линейного расширения проводников
- •Требования, предъявляемые к проводниковым материалам
- •Различные типы проводников
- •Сверхпроводники и криопроводники
- •Примеси замещения и примеси внедрения
- •Примеси замещения. Ковалентные структуры типа алмаза
- •Примеси замещения. Ковалентные полупроводниковые соединения
- •Примеси замещения. Полупроводники с ионными решетками
- •Примеси внедрения. Ковалентные структуры типа алмаза
- •Примеси внедрения. Ионные структуры
- •Воздействие внешних факторов на электропроводность полупроводников влияние тепловой энергии
- •Влияние деформации на электропроводность полупроводников
- •Воздействие света на электропроводность полупроводников
- •Влияние сильных электрических полей на электропроводность полупроводников
- •Основные виды магнитных потерь
- •Свойства и область применения технически чистого железа, а также листовых электротехнических сталей с разным содержанием кремния
- •Свойства и область применения сплавов со специальными свойствами (термокомпенсационные сплавы, сплавы для изготовления постоянных магнитов на основе металлов)
- •Сплавы на основе ферритов для изготовления постоянных магнитов, их достоинства и недостатки
- •Состав и область применения аустенитных и нержавеющих сталей в электротехнике
- •Состав и область применения конструкционных чугунов и сталей в электротехнике
- •Магнитодиэлектрики
- •Состав и область применения сплавов с высокой магнитострикцией
- •Технология изготовления ферритов
Влажность изоляционных материалов
Влажность Ψ– это количество влаги, содержащееся в единице массы изоляционного материала.
Образец электроизоляционного материала, помещенный в среду с определенной влажностью и температурой, через неограниченно большое время достигает состояния с равновесной влажностью. Если сравнительно сухой образец материала поместить во влажный воздух (с относительной влажностью φ), то будет наблюдаться постепенное поглощение материалом влаги из воздуха, причем влажность материала Ψ в течение времени τ будет повышаться (будет происходить увлажнение материала), асимптотически приближаясь к равновесной влажности Ψр, соответствующей данному значению φ (рис. 25, кривая 1).
Рисунок 25 - Изменение влажности Ψ образца материала при увлажнении (кривая 1) и сушке (кривая 2) для постоянных значений относительной влажности окружающего воздуха и температуры
Наоборот, если в воздухе той же относительной влажности φбудет помещен образец того же материала с начальной влажностью, большейΨр, то влажность образца будет уменьшаться, асимптотически приближаясь к равновесной влажностиΨр. В этом случае происходитсушкаматериала (кривая 2 на рис. 25). Для различных материалов значения равновесной влажности при одном и том же значении относительной влажности воздухаφмогут быть весьма различны. Определение влажности электроизоляционных материалов важно для уточнения условий, при которых производится испытание электрических свойств данного материала.
Чем больше степень увлажнения изоляционного материала, тем хуже его электрические параметры. Влага, которая попадает через поры внутрь материала, может образовывать тонкие капиллярные нити, пронизывающие всю толщу изоляции. Это существенно уменьшает удельное объемное и удельное поверхностноесопротивления такой изоляции. Возможен случай, когда вода, попавшая внутрь материала, концентрируется в определенных (локальных) местах его объема. При этом уменьшениеибудет менее существенным.
Влагопроницаемость изоляционных материалов
Влагопроницаемостьэлектроизоляционных материалов – это способность их пропускать сквозь себя пары воды. Эта характеристика чрезвычайно важна для оценки качества материалов, применяемых для защитных покровов (шланги кабелей, опрессовка конденсаторов, компаундные заливки, лаковые покрытия деталей). Благодаря наличию мельчайшей пористости большинство материалов обладает поддающейся измерению влагопроницаемостью. Только для стёкол, хорошо обожженной керамики и металлов влагопроницаемость практически равна нулю.
Количество влаги т, проходящее за время τ сквозь участок поверхности S слоя изоляционного материала толщиной h под действием разности давлений водяных паров р1 и р2 с двух сторон слоя, равно
.
Это уравнение аналогично уравнению, описывающему прохождение сквозь тело электрического тока: разность давлений р1-р2 аналогична разности потенциалов, m/τ — току, а h/ПS — сопротивлению тела; коэффициент П, аналогичный удельной объемной проводимости, есть влагопроницаемость данного материала. В системе СИ он измеряется в секундах:
.
В большинстве случаев выполняется пропитка изоляционных материалов различными лаками, эпоксидными смолами, масляно-канифольными компаундами с целью обеспечения стабильной их работы в течение длительного времени. Однако если электрическая изоляция органического происхождения должна работать неограниченно большое время, такая пропитка не является эффективной. Это связано с тем, что молекулы пропитывающих веществ имеют большие размеры и не могут равномерно пропитать изоляционный материал по всему объему. Молекулы воды, имеющие меньшие размеры, попадая внутрь мельчайших пор и микротрещин такой изоляции, с течением времени существенно ухудшают ее характеристики.
Если на изоляционный материал длительно действуют повышенная температура и влажность, на его поверхности может образоваться плесень, существенно снижающая , приводящая к росту мощности диэлектрических потерь и вызывающая увеличение коррозии соприкасающихся с изоляцией металлических частей (электродов). Плесень развивается чаще всего в канифоли, масляных лаках, целлюлозных материалах, в том числе и в пропитанных (гетинакс, текстолит). Наиболее стойкими к образованию плесени являются неорганические диэлектрики: керамика, стекло, слюда, кремнийорганические материалы и некоторые органические, например эпоксидные смолы, фторопласт-4, полиэтилен, полистирол.