Определение величин, необходимых для выполнения задания.

Если пренебречь искажением поля, которое вносит небольшое воздушное включение, то напряжённость поля на поверхности провода, создающего радиально-цилиндрическое поле, равна:

/1, стр.25, выраж. 2.44/[1]

Здесь r₁ и r₂ - соответственно радиусы жилы и оболочки, U - напряжение на жиле.

Напряжённость поля в воздушном включении по отношению к напряженности поля в изоляционной плёнке определяется обратным отношением диэлектрических проницаемостей материала воздуха e_ви изоляции e_п:

Из этого выражения видно, что для выполнения задания необходимо знать значения диэлектрических проницаемостей поликарбонатной пленки e_п и воздуха e_в.

Диэлектрической проницаемостью называется способность материала образовывать ёмкость /1, стр. 22/ и её можно определить как отношение ёмкости конденсатора с данным диэлектриком к ёмкости конденсатора тех же размеров, диэлектриком которого является вакуум /2, стр. 18/.

3. Описание материалов.

Воздух /1, стр. 16/ - это смесь газов, состав которой (на уровне моря):

Компонент	% по объёму	% по весу
Азот N₂ Кислород О₂ Аргон Ar Угольный ангидрид СО₂ Прочие (Н₂, Ne, He, Kr, Xe, NH₃, I, Rn)	78,23 20,81 0,90 0,03 0,03	75,70 23,00 1,24 0,05 0,01

Воздух является газообразным диэлектриком /1, стр. 43/. Его электрическая прочность при расстоянии между электродами в 1 см и атмосферном давлении равна примерно 3 МВ/м. Это на порядок меньше, чем у твердых диэлектриков. Диэлектрическая проницаемость воздуха при 20⁰С и давлении 101325 Па (760 мм рт.ст.) e_в= 1,00059 /1, стр. 44, табл. 3.2/. При повышении давления с 0,1 до 10 МПа диэлектрическая проницаемость воздуха увеличивается 1,00058 до 1,0549 /1, стр. 45, табл. 3.3/. Кроме того, диэлектрическая проницаемость воздуха увеличивается с повышением влажности из-за большой диэлектрической проницаемости водяных паров.

Поликарбонатная пленка (ПК) /3, стр. 90-92/ изготавливается толщиной 0,002 - 0,8 мм из поли-6-диоксидифенил-2,2-пропана без пластификаторов фирмой Bayer (ФРГ) под названием макрофоль. Плёнки бывают различных типов. Плёнки всех типов с одной стороны имеют шероховатую поверхность. Наилучшими электрическими и механическими свойствами обладают конденсаторные пленки KG и SKG. Эти свойства по данным /3, стр. 92, табл. 16.16/ следующие:

Показатель	Тип пленки
	SN	KG	SKG
Е_пр при толщине 20 мкм, МВ/м r после выдержки при относительной влажности 80%, Ом´м e в сухом состоянии при 50-1000 Гц tgd в сухом состоянии при 50 Гц	4´10¹⁴ 3,0 0,0025	1´10¹³ 2,8 0.0025

В зарубежной практике поликарбонатная плёнка нашла применение в производстве кабелей на рабочее напряжение 500-1000 кВ. В СССР поликарбонатная плёнка до 1987 г. не производилась.

Решение.

Принимаем, что воздух в пузырьке находится при нормальном давлении. Следовательно, e_в = 1,00059. Из п. 3 e_п = 3,0.

5.Вывод.

Напряжённость поля в воздушном пузырьке составит 7,655 МВ/м, что выше электрической прочности воздуха - 3 МВ/м. Это означает, что воздушный пузырёк будет пробиваться при напряжении на жиле выше, чем 3,8 кВ.

[1] Это же выражение можно получить из 1.8 и 1.11, полагая, что плотность потока электрического смещения через цилиндрическую поверхность равна .

Дата добавления: 2016-01-30; просмотров: 202;