IV. 1.6.1. Втрати в газах;
IV. 1.6.2. Втрати в рідині.
IV. 1.6.3. Втрати в твердих діелектриках.
IV. 1.7. Пробій в газі, іонізаційний процес:
IV. 1.7.1. пробій газу в однорідному полі;
IV. 1.7.2. пробій газу в неоднорідному полі.
IV. 1.8. Пробій в твердих діелектриках:
IV. 1.8.1. електричний пробій в твердих діелектриках;
IV. 1.8.2. тепловий пробій в твердих діелектриках;
IV. 1.8.3. електрохімічний пробій в твердих діелектриках.
IV. 1.9. Пробій в рідинах:
IV. 1.9.1. пробій в ідеально чистій рідині;
IV. 1.9.2. пробій в технічно чистій рідині;
IV. 1.9.3. пробій в технічно брудній рідині.
IV. 1.1. Класифікація діелектриків по призначенню.
ДІЕЛЕКТРИКИ поділяються на:
А. ПАСИВНІ (електроізоляційні і конденсаторні)
1. Лінійні полімери; 2. еластомери;
3. Композити; 4. Компаунди і лаки;
5. Волокнуваті непропитані; 6. Лакотканини і шарові пластмаси;
7. Монокристали; 8. Скло, кераміка;
Б. АКТИВНІ (матеріали, що управляються)
1. Електричним полем; 2. Механічним зусиллям;
3. Випромінюванням і світлом; 4. Теплом;
5. електрети і т. ін..
IV. 1.2. Фізичні властивості діелектриків.
При виборі електроізоляційного матеріалу (ЭИМ) для конкретного застосування, приходитися звертати увагу не тільки на його електричні властивості, при нормальних умовах, але і розглядати також стабільність при впливі на матеріалу:
§ навколишнього повітря;
§ підвищених температур;
§ Мороза і дощів;
§ радіоактивних вилучень и т. д..
Нормальна робота виробу залежить і від механічних властивостей:
§ тривкість на розтяг і стиск;
§ тривкість на вигин і удар;
§ твердість;
§ вибростійкість і т. ін..
Технологія процесу виготовлення машин і апаратів, яка розробляється, вимагає також знання хімічних властивостей:
§ окислювальність;
§ розчинність;
§ хімічна активність;
§ захист від різноманітних бактерій;
§ утворень перегною і т. ін..
Тому знання фізичних властивостей визначає коло і зону використання матеріалу.
Основні властивості, розглядувані в даному розділу:
§ Вологові;
§ Хімічні;
§ Термальні властивості і класи нагрівостійкості.
IV. 1.2.А. Вологові властивості.
Визначені впливом рідини на матеріал. Основною рідиною, що діє на матеріал, є вода і її пари. Розглядувані вологові властивості в даному розділі:
§ Гігроскопічність;
§ Вологість (абсолютна та відносна);
§ Змочування;
§ Вологопроникність.
ГІГРОСКОПІЧНІСТЬ - спроможність убирати в себе вологу. Оскільки більшість матеріалів електротехніки вбирають в себе вологу, те слідує відзначити вологу як певний вміст вологи в матеріалу.
АБСОЛЮТНА вологість (Yа) - маса (m) води, що міститься в обсязі (V=1м3) газу. Дана характеристика, яка зростає при збільшенні ^toC; ^P водяних парів в газі.
При нормальних умовах:
§ температура - t0с =200с;
§ тиску P=0.1МПа;
абсолютна волога складає в повітрі масу парів m=11, 25г/м3. Маса насичених парів (точка випадіння роси - конденсація) складає: mн=17,3г/м3.
Оскільки дану характеристику відносно незручно застосовувати в порівняннях, те користуються характеристикою:
ВІДНОСНА вологість (Yо) – показує % співвідношення маси парів в обсязі, що досліджується, до маси насичених парів в ньому.
Наприклад: Yо=(m/mн)*100% = (11.25/17.3)*100 = 65% що складає нормальні умови життєдіяльності людини, при відповідній температурі і зовнішньому тиску.
Оскільки йдеться про воду, то слід відзначити:
§ по перше - вона є дипольним діелектриком з низьким питомим Опором pv=104Ом/м і володіє гарною спроможністю проникати всюди.
§ по друге, розмір молекули води V=2.7Ǻ, що дозволяє проникати навіть всередину кришталевих структур, займаючи всередині вільні місця.
§ по третє - вода дипольна, а тому схильна впливу зовнішніх збурень і здатна мігрувати непомітно всередині матеріалу.
Для порівняння наведемо розміри структур, які найбільш вживаємо в електротехніці:
§ мікропори в кераміці - 103...106 А;
§ мікропори в волокнах клітковини - 1000 А;
§ мікропори в стінках волокон - 10... 100 А;
§ поміж молекулярні мікропори в різноманітних матеріалах - 10... 50 А;
§ внутрішньо молекулярні мікропори в різноманітних матеріалах - до 10 А;
§ відстані в структурах кришталів - 3…4А;
В наслідок влучання вологи в матеріали, або попадання на їхню поверховість, електроізоляційні властивості знижуються на 50% і більш відсотків. Для боротьби з цими явищами матеріали покривають вологостійкими лаками, смолами, або тонкими шарами матеріалів, які не змочуємі.
Однією з характеристик оцінки влучання вологи на поверховість матеріалу є:
ЗМОЧУВАННЯ - спроможність вологи розтикатися по поверховості матеріалу, утворюючи напівпровідний шар. Дана характеристика визначається в фізиці кутом змочування (q). Якщо q<90o, то мовлять що даний матеріал змочується, а якщо q >90 o, то даний матеріал не змочується.
ВОЛОГОПРОНИКНІСТЬ - спроможність пропускати крізь себе вологу. Характеризується кількістю вологи (m), що минає за час (tc) скрізь ділянку поверхневого шару ЕІМ, площею (S), товщиною (h), під чинністю різності тиску водяних парів (P1 і P2) з двох сторін шару.
| m=[П (P1 - P2)*S*t]/h, | (31) |
Де: П - волого проникність матеріалу.
IV. 1.2.Б. Хімічні властивості.
Визначені впливом агресивних серед на матеріал. В якості агресивних серед можуть виступати як луги і кислоти, так і різноманітні види вилучень, а також і різноманітні мікроорганізми, що харчуються даним матеріалом. Розглянемо властивості: розчинність, активність, радіаційна стійкість, торопікостійкість.
РОЗЧИННІСТЬ - кількість матеріалу, в розчин в одиницю часу , що переходить, при зіткненні з розчинником. В якості розчинників можуть виступати:
§ кислоти;
§ луги;
§ різноманітні хімічні сполучення.
АКТИВНІСТЬ - спроможність вступати в хімічну реакцію з середовищем.
РАДІАЦІЙНА СТІЙКІСТЬ - спроможність не змінювати своїх властивостей, при впливі корпускулярного і хвильового вилучень. При попаданні матеріалу в зону вилучення високих енергій, він перетворюється в різноманітні модифікації в структурі, формі, механічних і електричних властивостях і т. ін. Корпускулярне - випромінювання a,b - електрони різних швидкостей. Хвильове - g - промені, жорстке і м'яке рентгенівське випромінювання.
ТРОПІКОСТІЙКІСТЬ - спроможність матеріалу витримувати вплив комах. Для підвищення стійкості застосовують ФУНГІЦИДИ - речовини органічного сполучення, що містять N; Cl; Hg.
IV. 1.2.В. Термальні властивості та класи нагрівостійкості.
Вони описують спроможність матеріалів витримувати високі і підвищені температури при зовнішньому обуренні. Загальні розглядувані властивості:
§ нагрівостійкість;
§ температура спалаху парів;
§ термальне старіння ізоляції;
§ холодостійкість;
§ теплодротність;
§ термальне розширення;
§ теплопередача.
НАГРІВОСТІЙКІСТЬ - спроможність матеріалів витримувати високі і підвищені температури без модифікацій своїх характеристик. Дана характеристика визначається по початку істотних модифікацій електричних властивостей неорганічних діелектриків:
§ pv, ps - їхнього зниження;
§ tgδ - різкого зростання, і т. ін..
В органічних діелектриках стійкість до нагрівання визначається засобом МАРТЕНСУ (засіб кільця і кулі), т.т., таким значенням температури, при якому sи = 5МПа викликає помітну деформацію випробуваного зразка. Для порівняння:
§ ебоніт - 65... 75Со;
§ полістирол - 70... 83Со;
Дата добавления: 2015-06-10; просмотров: 753;