Гетинакс - 150... 180Со.
ТЕМПЕРАТУРА СПАЛАХУ ПАРІВ - температура рідини, при якої її пари запалюються. Для порівняння:
§ трансформаторне мастило - 100... 130Со;
§ машинне мастило - 170... 180Со.
ТЕРМАЛЬНЕ СТАРІННЯ ІЗОЛЯЦІЇ - явище повільного процесу, що відбувається, під тривалим впливом температури. Характеристика одержується засобом порівняння зразків, що старіли певний час, зі властивостями вхідного матеріалу. Математична модель процесу описана логарифміченою функцією:
| LgT= (A/tо) +B, | (32) |
де: T - тривалість старіння;
A, B - const для даного матеріалу;
tо - температура старіння.
Умови, що впливають на старіння:
§ концентрація O2; O; хімічних реагентів;
§ ультрафіолетові промені;
§ потужні енергетичні поля;
§ механічні навантаження;
§ dp/dt, і т. ін.
ХОЛОДОСТІЙКІСТЬ - спроможність роботи ізоляції без погіршення експлуатаційної надійності при низьких температурах. Оцінка вироблятися впливом вібрацій при низьких температурах.
ТЕПЛОДРОТНІСТЬ - спроможність матеріалу пропускати крізь себе термальну енергію. Дана характеристика визначена математичною моделлю процесу:
| DPт=Yт (dT/dl)D S, | (33) |
де:D Pт - потужність термального потоку що минає крізь площу повехні D S;
dT/dl - градієнт температури;
Yт - коефіцієнт що характеризує даний матеріал.
ТЕРМАЛЬНЕ РОЗШИРЕННЯ - характеристика що показує, наскільки змінюються лінійні розміри матеріалу в залежності від зміни температури. Характеризується коефіцієнтом лінійного розширення (ТКЛР). Матеріали що володіють малим значенням ТКЛР - володіють найбільшою нагрівостійкістю. Математична модель фізичного процесу виглядає:
| ТКЛР=al=(1/l) (dl/dT), | (34) |
Де: l - лінійні розміри матеріалу , що досліджується;
dl/dT - градієнт лінійного розширення;
КЛАСИ НАГРІВОСТІЙКОСТІ - по ДГСТ 8865-70 в колишньому СРСР передбачалося поділ матеріалів, що випускаються по класам нагрівостійкості в залежності від діапазону робочих температур.
Визначені наступні класи нагрівостійкості:
| Класи | Y | A | E | B | F | H | C |
| Найбільша припущенна tроб 0с | >180 |
Роз'яснення основних класів нагрівостійкості до яких відносні:
Y – бавовняні матеріали, що засновані на клітковині і шовку (пряжа, тканини, стрічка, папери, картони) не просочені електроізоляційними лаками і емалями.
A - бавовняні матеріали, які засновані на клітковини і шовку (пряжа, тканини, стрічки, папери, картони) просочені електроізоляційними лаками і емалями, або працюють в рідинному електроізоляційному матеріалі. Також це емаль дротів на олійна - смоляних і полівініло - ацетатній основі.
E - пластмаса, на основах органічних наповнювачів і термореактивних зв'язуючих речовин. Чисто органічні матеріали.
B - матеріали для яких характерно великий відсоток місткості неорганічних компонентів (щипана слюда; азбестові і склобавовняні матеріали). Міканіти, склотканини, в якості наповнювачів компаунди з неорганічними наповнювачами.
F - вироби на основі скловолокна, з неорганічною підкладенкою. В якості зв'язуючого органічні матеріали.
H - вироби на основі кремній - органічних смол особливої нагрівостійкості.
C - тільки неорганічні матеріали: слюда, азбест, шифер, кварц, скло.
IV. 1.3. Поляризація.
ПОЛЯРІЗАЦІЯ - стан діелектрика, що характеризується наявністю електричного моменту у будь-якого елементу його обсягу. Поляризація може виникати під чинністю: зовнішнього електричного поля; механічних напружень; або само повільно (спонтанне), без зовнішніх збурень. Характеристика, що показує спроможність матеріалу поляризуватися в електричному полі-> відносна діелектрична проникність середовища εr. Поляризація супроводжується появою на поверховості діелектрика зв'язаних електричних зарядів, що зменшують напруженість поля всередині речовини. Кількісна характеристика полярізованості діелектрика-> фізична величина, яка дорівнює відношенню електричного моменту діелектрика [dp] до обсягу [dV] цього елементу:
| P=dp/dV, | (14) |
Загальні механізми поляризації (що відбувається всередині речовини?):
§ ЕЛЕКТРОННА – викликає пружне зміщення і деформацію електронних оболонок атомів, іонів. В течії t =10-15 сек.;
§ ІОННА - викликає зміщення іонів під чинністю поля, що приводить до появи електричного моменту у іонів. Сума цих моментів - поляризація в течії t=10-13сек;
§ ДИПРОЛЬНО - РЕЛАКСАЦІЙНА - викликає часткову орієнтацію під чинністю поля дипольних молекул. Поворот молекул супроводжується виділенням енергії-> нагріванням діелектрика;
§ ЙОННО - РЕЛАКСАЦІЙНА - спостерігається в діелектриках з не щільною упаковкою іонів;
§ ЕЛЕКТРОНО - РЕЛАКСАЦІЙНА - виникає за рахунок схвильованих термальною енергією надлишкових дефектних електронів або дірок;
§ РЕЗОНАНСНА - спостерігається в діелектриках при впливу світлових частот;
§ МИГРАЦІЙНА - додатковий механізм поляризації, який викликається в твердих тілах неоднорідної структури;
§ СПОНТАННА - виникає в твердих активних діелектриках, таких як "сегнетова сіль".
В залежності від впливу напруженості електричного поля на значення відносної діелектричної проникності всі діелектрики поділяють на лінійні і нелінійні.
§ Лінійні - у яких залежність заряду конденсатору від напруги має лінійний вид;
§ Нелінійні - у яких ця залежність приймає форму петлі гистерезиса.
В залежності від механізму поляризації діелектрики можна поділити на декілька груп:
§ Неполярні - гази, рідина, тверді діелектрики в аморфному і кришталевому стані, що володіють в основному електронною поляризацією... Речовини: -> водень, бензол, сірка, парафін, поліетилен, і т. ін..
§ Полярні - органічні рідини і полурідкі речовини що є водночас дипольно-релаксаційною і електронною поляризацією. Речовини: -> фенол - формальдегидні смоли, епоксидні, компаунди, капрон, і т. ін..
§ Іонні сполучення - тверді неорганічні діелектрики з іонною, електронною і іонно-електронною поляризаціями.
§ Речовини: -> кварц, слюда, корунд, рутил, перовскит, неорганічні скла, кераміка (з не щільним пакуванням часток) і т. ін..
IV.1.4. Діелектрична пронизливість в речовинах.
IV.1.4.1. ГАЗ: e->близка до 1, залежність від ТИР визначається числом молекул в одиниці обсягу:
| e>> P;e >> 1/ТКО, | (15) |
IV.1.4.2. РІДИНА: e->близка до значення квадрату переломлення світла при проходженні крізь середовище:
| e>> n2, | (16) |
1. У неполярних e зв'язана з зменшенням числа молекул в одиниці обсягу (V) і близька до температурного коефіцієнту V розширення рідини;
2. У полярних e залежить від частоти доданого струму:
| e>> 1/f, | (17) |
IV.1.4.3. ТВЕРДІ ДІЕЛЕКТРИКИ: e-> різне; від одиниць до >106. У неполярних e сильно залежить від температури і частоти питаючого струму по аналогії з дипольними рідинами:
| e>> ТКО;e >> f; | (18) |
IV.1.5. Електропровідність діелектриків.
IV.1.5.1. Електропровідність в газі.
Утворення електричних заряджених часток у газоподібних діелектриках викликано іонізацією - передаванням частини енергії атомам газу. При цьому електрони атомів здобувають додаткову енергію і мігрують між ними, утворюючи негативні, або позитивні йони і також беруть участь у створенні нейтральних атомів з іонів. Знов утворені частки, під дією зовнішнього оборювання захоплюються і утворюють іонізований потік.
У залежності від енергії потоку про процес судять як про:
§ іонізації;
§ ударної іонізації;
§ плазмі.
Оцінка процесу описана графічно в V/A характеристиці. Графік має 3 області:
§ І область - слабких електромагнітних полів. Для неї характерне виконання закону Ома U=f(І). Це говорить про тім що при збільшенні напруги струм у ланцюзі росте пропорційно.
§ ІІ область - не залежить від подаваної напруги. Це говорить про те, що в процесі беруть участь всі вільні частки, стерпні енергію.
§ ІІІ область - характеризується пружним зіткненням часток, що викликають їхнє різке зростання (по кількості - вільні електрони й іони). Даний процес названий УДАРНОЮ ІОНІЗАЦІЄЮ, що характеризується зростанням діелектричних втрат.
§ Далі процес розвивається в ПЛАЗМУ з утворенням електричної ДУГИ.
IV.1.5.2. Електропровідність в твердих діелектриках.
Поляризаційні процеси, які протікають в часі до моменту встановлення рівноважного стану викликають появу поляризаційних струмів в твердих діелектриках:
§ струми зсуву упругопов’язаних зарядів при різних видах тривалих поляризаційних процесів - струми АБСОРБЦІЇ;
§ наявність в технічному діелектрику дебільного числа вільних зарядів викликає НАСКРІЗНИЙ ТІК ЕЛЕКТРОПРОВІДНОСТІ;
§ швидкість зміни вектора зсуву зарядів в середині діелектрика, визначає струм ЗСУВУ.
В твердих електроізоляційних матеріалах розрізняють об'ємну і поверхневу електропровідності. Для оцінки властивостей електропровідності використовують поняття ПОВЕРХНЕВОГО й ОБ'ЄМНОГО ОПОРІВ.
Питомий поверхневий опір обчислюється згідно формулювання:
| рs = Rs*(d/l) (Ом), |
де : Rs - обмірюваний поверхневий опір(Ом);
l - відстань між електродами (м);
d - ширина електрода (м).
Питомий об'ємний опір обчислюється згідно формулювання:
| рs = Rv*(S/h) ( Om*m ), |
де : Rv - обмірюваний об'ємний опір (Ом);
S - площа електрода (м) ;
h - товщина діелектрика (м).
У наслідку взаємодії діелектрика з електричним полем по ньому йдуть струми які викликають НАГРІВАННЯ ДІЕЛЕКТРИКА, і ВТРАТУ ЕНЕРГІЇ. Характеристика потужності цих втрат ->>>> ТАНГЕНС КУТА ДІЕЛЕКТРИЧНИХ ВТРАТ >> tg δ.
IV.1.5.3. Електропровідність в рідині.
Електропровідність рідких діелектриків визначається будівлею молекул рідини. Струм у рідині може бути обумовлений пересуванням іонів, або переміщенням відносно крупних заряджених коллоїдних часток. Рідини бувають ПОЛЯРНІ і НЕПОЛЯРНІ. Однозначного механізму опису процесів в них немає.
В ПОЛЯРНИХ - провідність визначена домішками і дисоціацією молекул.
В НЕПОЛЯРИХ - електропровідність залежить від наявності дисоційованих домі шків і вологи.
Питома провідність будь-якої рідини сильно залежить від наступних характеристик:
ТЕМПЕРАТУРА - при збільшенні якої, зростає провідність. Математична модель процесу питомої провідності описується:
| Y=A*exp(-a/T), |
де: A, a - постійні, що описують рідину, яка досліджується;
T - температура процесу.
В'ЯЗКІСТЬ - характеристика, яка має динамічну і кінематичну складові. Вона входить до пласту законів гідродинаміки в’язких серед:
§ Пуазейля –> витікання в’язких рідин крізь капілярні трубки;
§ Стокса –> рух кулі в в’язкій середі, під дією постійної сили.
Математична модель процесу питомої провідності описується: законом Стокса про рух кулі в в’язкому середовищі. Стала швидкість у середовищі:
| u= F/(6p*r*h), |
Сила, що діє на носій заряду:
| F = q*E , |
де: F - сила; p -3,14; r - радіус кулі; q - заряд носія; h - динамічна в'язкість рідини;
E - напруженість електричного полю.
Загальний вираз для питомої провідності:
| g=(n0*q*u)/E , |
в який підставляємо дані двох попередніх формул і одержуємо:
| g=(n0*q2)/(6p*r*h) , |
де: n0 – концентрація носіїв зарядів.
Звідки угруповуємо припускаючи, що n0; q; r – const (зневажаємо дисоціацією), тоді:
| g*h = (n0*q2)/(6p*r) , |
і отримаємо => добуток питомої пронизливості та в’язкості при різних температурах залишається постійним згідно (правила Л.В. Писаржевского і П.И. Вальдена). Тобто провідність зростає при зменшенні в’язкості.
В КОЛОЇДНИХ системах спостерігається МОЛЛІОННА або ЕЛЕКТРОФОРЕТИЧНА електропровідність – де в якості носіїв зарядів виступають групи молекул МОЛЛІОНИ. З колоїдних систем в електротехніці використовуються:
§ ЕМУЛЬСІЇ - обидва компоненти рідини;
§ СУСПЕНЗІЇ - тверді частки в рідині.
Під час впливу на рідину електромагнітних полів може виникати явища:
§ ЕЛЕКТРОФОРІЗ - відносна зміна концентрації дисперсної фази в різних шарах рідини без утворення нових речовин;
§ ЕЛЕКТРОЛІЗ - утворення нових речовин у даній рідині.
IV.1.6. Діелектричні загуби в залежності від агрегатного стану діелектрика.
Види втрат:
§ На електропровідність - виявляються в діелектриках що мають доменну електропровідність (об’ємисту і поверхню);
§ Релаксаційні - характерні для діелектриків з уповільненими видами поляризацій (зумовлені основними складовими струмів);
§ Резонансні - спостерігаються в деяких газах при строго певній частоті, що висловлюється інтенсивною абсорбцією енергії електромагнітного поля;
§ На іонізацію - властивим діелектрикам в газовому стані.
Дата добавления: 2015-06-10; просмотров: 744;