Elektroizolācijas materiālu raksturojums

Elektroizolācijas materiāli ir materiāli, ar kuriem izolē vadus. Tiem piemīt: augsta pretestība, elektriskā izturība — materiāla spēja izturēt sabrukumu ar elektrisko spriegumu un elektriskajiem zudumiem, ko raksturo zuduma leņķa tangenss, karstumizturība, ko raksturo temperatūra, kas ir maksimāli pieļaujama konkrētajam dielektriķim darbības laikā. tā ilgstoša izmantošana elektroiekārtās.

Elektriskie izolācijas materiāli - Dielektriķi var būt cieti, šķidri un gāzveida.

Elektroizolācijas materiālu mērķis elektroenerģijā ir izveidot starp daļām, kurām ir atšķirīgs elektriskais potenciāls, tādu vidi, kas novērstu strāvas pāreju starp šīm daļām.

Atšķirt dielektriķu elektriskās, mehāniskās, fizikāli ķīmiskās un termiskās īpašības.

Dielektriķu elektriskie raksturlielumi

Tilpnes pretestība — dielektriķa pretestība, kad caur to iet līdzstrāva. Plakanam dielektriķim tas ir vienāds ar:

Rv = ρv (d / S), omi

kur ρv — dielektriķa īpatnējā tilpuma pretestība, kas ir kuba ar 1 cm malu pretestība, kad līdzstrāva iet caur divām pretējām dielektriķa malām, Ohm-cm, S ir šķērsgriezuma laukums dielektriķis, caur kuru iet strāva (elektrodu laukums), cm2, e - dielektriķa biezums (attālums starp elektrodiem), sk.

Dielektriskās virsmas pretestība

Virsmas pretestība — dielektriķa pretestība, kad strāva iet caur tā virsmu. Šī pretestība ir:

Rs = ρs (l / S), omi

kur ps — dielektriķa īpatnējā virsmas pretestība, kas ir kvadrāta (jebkura izmēra) pretestība, kad līdzstrāva iet no vienas puses uz pretējo, Ohm, l- dielektriskās virsmas garums (strāvas plūsmas virzienā ), cm, C — dielektriskās virsmas platums (virzienā, kas perpendikulārs strāvas plūsmai), sk.

Dielektriskā konstante.

Kā zināms, kondensatora - dielektriķa, kas noslēgts starp divām paralēlām un pretējām metāla plāksnēm (elektrodiem), kapacitāte ir:

C = (ε S) / (4π l), cm,

kur ε — materiāla relatīvā dielektriskā konstante, kas vienāda ar kondensatora ar doto dielektriķi kapacitātes attiecību pret kondensatora kapacitāti ar vienādiem ģeometriskajiem izmēriem, bet kura dielektriķis ir gaiss (vai drīzāk vakuums); C — kondensatora elektroda laukums, cm2, l — starp elektrodiem noslēgtā dielektriķa biezums, sk.

Dielektriskā zuduma leņķis

Jaudas zudums dielektrikā, ja tam tiek pielietota maiņstrāva, ir:

Pa = U NS Ia, W

kur U ir pielietotais spriegums, Ia ir strāvas aktīvā sastāvdaļa, kas iet cauri dielektriķim, A.

Kā zināms: Ia = AzR / tgφ = AzRNS tgδ, A, Azr = U2πfC

kur Azp ir strāvas reaktīvā sastāvdaļa, kas iet cauri dielektriķim, A, C ir kondensatora kapacitāte, cm, f ir strāvas frekvence, Hz, φ — leņķis, kādā strāvas vektors iet cauri dielektriķim. pirms šim dielektriķim pielietotā sprieguma vektora, grādi, δ — leņķis, kas papildina φ līdz 90 ° (dielektriskā zuduma leņķis, grādi).

Tādā veidā tiek noteikts jaudas zuduma apjoms:

Pa = U22πfCtgδ, W

Liela praktiska nozīme ir jautājumam par tgδ atkarību no pielietotā sprieguma lieluma (jonizācijas līkne).

Ar viendabīgu izolāciju, bez atslāņošanās un plaisāšanas, tgδ gandrīz nav atkarīgs no pielietotā sprieguma lieluma; atslāņošanās un plaisāšanas klātbūtnē, palielinoties pielietotajam spriegumam, tgδ strauji palielinās izolācijā esošo tukšumu jonizācijas dēļ.

Periodiska dielektrisko zudumu (tgδ) mērīšana un to salīdzināšana ar iepriekšējo mērījumu rezultātiem raksturo izolācijas stāvokli, tās novecošanās pakāpi un intensitāti.

Dielektriskā izturība

Elektroinstalācijās dielektriķiem, kas veido spoles izolāciju, jāiztur elektriskā lauka darbība. Tilla intensitāte (spriegums) palielinās, palielinoties spriegumam, kas rada šo lauku, un, lauka intensitātei sasniedzot kritisko vērtību, dielektriķis zaudē elektriskās izolācijas īpašības, t.s. dielektriskais sadalījums.

Spriegumu, pie kura notiek pārrāvums, sauc par pārrāvuma spriegumu, un atbilstošā lauka intensitāte ir dielektriskā izturība.

Dielektriskās stiprības skaitliskā vērtība ir vienāda ar sadalījuma sprieguma attiecību pret dielektriķa biezumu sabrukšanas punktā:

Epr = UNHC / l, kV / mm,

kur Upr — pārrāvuma spriegums, kV, l — izolācijas biezums pārrāvuma punktā, mm.

Elektriskās izolācijas materiāli

Dielektriķu fizikāli ķīmiskās īpašības

Papildus elektriskajiem izšķir šādus dielektriķu fizikāli ķīmiskos raksturlielumus.

Skābes skaitlis — norāda kālija hidroksīda (KOH) daudzumu (mg), kas nepieciešams, lai neitralizētu šķidrajā dielektrikā esošās brīvās skābes un pasliktinātu tā elektriskās izolācijas īpašības.

Viskozitāte — nosaka šķidrā dielektriķa plūstamības pakāpi, kas nosaka laku iespiešanās spēju, impregnējot tinumu vadus, kā arī eļļas konvekciju transformatoros utt.

Tie izšķir kinemātisko viskozitāti, ko mēra ar kapilāriem viskozimetriem (U veida stikla caurulēm), un tā saukto nosacīto viskozitāti, ko nosaka pēc šķidruma plūsmas ātruma no kalibrētas atveres īpašā piltuvē. Kinemātiskās viskozitātes mērvienība ir Stoksa (st).

Nosacītā viskozitāte, ko mēra Englera grādos.

Termiskā pretestība - materiāla spēja veikt savas funkcijas, ja tas ir pakļauts darba temperatūrai uz laiku, kas salīdzināms ar paredzamo elektroiekārtu normālas darbības periodu.

Sildīšanas ietekmē notiek elektroizolācijas materiālu termiskā novecošana, kā rezultātā izolācija pārstāj atbilst tai izvirzītajām prasībām.

Elektrisko izolācijas materiālu siltumnoturības klases (GOST 8865-70).Burts norāda karstumizturības klasi, bet skaitļi iekavās - temperatūru, ° C

J (90) Šķiedru materiāli no celulozes, kokvilnas un dabīgā zīda, kas nav piesūcināti vai iemērkti šķidrā elektroizolācijas materiālā A (105) Šķiedru materiāli no celulozes, kokvilnas vai dabīgā, viskozes un sintētiskā zīda, impregnēti vai iemērkti šķidrā elektroizolācijas materiālā D (120) Sintētiskie materiāli (plēves, šķiedras, sveķi, savienojumi) B (130) Vizla, azbests un stiklšķiedras materiāli, ko izmanto ar organiskām saistvielām un impregnantiem F (155) Vizla, azbests un stikla šķiedras materiāli, kas apvienoti ar sintētiskām saistvielām un impregnantiem H (180) ) Materiāli uz vizlas, azbesta un stikla šķiedras bāzes kombinācijā ar silīcija silīcija saistvielām un impregnējošiem savienojumiem C (vairāk nekā 180) Vizla, keramikas materiāli, stikls, kvarcs vai to kombinācijas bez saistvielām vai ar neorganiskām saistvielām

Mīkstināšanas punkts, kurā cietie dielektriķi ar amorfu stāvokli aukstā stāvoklī (sveķi, bitumens) sāk mīkstināt. Mīkstināšanas punktu nosaka, kad uzkarsētā izolācija tiek izspiesta no gredzena vai caurules, izmantojot tērauda lodi vai dzīvsudrabu.

Krišanas punkts, kurā pirmais piliens atdalās un nokrīt no vārglāzes (ar 3 mm diametra atveri apakšā), kurā tiek uzkarsēts testa materiāls.

Tvaika uzliesmošanas temperatūra, kurā izolācijas šķidruma tvaiku un gaisa maisījums tiek aizdedzināts ar degļa liesmu. Jo zemāka ir šķidruma uzliesmošanas temperatūra, jo lielāka ir tā nepastāvība.

Mitrumizturība, ķīmiskā izturība, salizturība un tropu izturības dielektriķi - elektrisko izolācijas materiālu elektrisko un fizikāli ķīmisko īpašību stabilitāte, pakļaujot mitrumam, skābēm vai bāzēm zemā temperatūrā diapazonā no -45 ° līdz -60 ° C, kā kā arī tropisks klimats, kam raksturīga augsta un krasi mainīga gaisa temperatūra dienas laikā, tā augstais mitrums un piesārņojums, pelējuma, kukaiņu un grauzēju klātbūtne.

Izturība pret loka un korona dielektriķiem — elektrisko izolācijas materiālu izturība pret klusās izlādes laikā izdalītā ozona un slāpekļa iedarbību — koronu, kā arī izturība pret elektrisko dzirksteļu iedarbību un stabilu loku.

Dielektriķu termoplastiskās un termoreaktīvās īpašības

Termoplastiskie elektroizolācijas materiāli ir tie, kas sākotnēji ir cieti aukstā stāvoklī, mīkstina karsējot un izšķīst piemērotos šķīdinātājos. Pēc atdzesēšanas šie materiāli atkal sacietē. Atkārtoti karsējot, saglabājas to spēja mīkstināties un izšķīdināt šķīdinātājos. Tādējādi šādu materiālu karsēšana neizraisa nekādas izmaiņas to molekulārajā struktūrā.

Atšķirībā no tiem tā sauktie termoreaktīvie materiāli pēc termiskās apstrādes atbilstošā režīmā sacietē (cep). Atkārtoti karsējot, tie nemīkst un nešķīst šķīdinātājos, kas liecina par neatgriezeniskām izmaiņām to molekulārajā struktūrā, kas radušās karsēšanas laikā.

Izolācijas materiālu mehāniskās īpašības ir: maksimālā stiepes izturība, saspiešana, statiskā un dinamiskā liece, kā arī stingrība.