Koja je dielektrična čvrstoća dielektrika? Pokušajmo razumjeti ovaj pojam, da identifikujemo karakteristike ovog indikatora.
Definicije
Dielektrici su supstance koje ne provode električnu energiju dobro ili potpuno. Vrijednost gustoće u takvoj tvari nosilaca naboja (elektrona) ne prelazi 108 komada po kubnom centimetru. Glavna karakteristika električnih izolacijskih materijala je njihova sposobnost polarizacije u vanjskom polju. Dielektrici uključuju plinovite tvari, razne smole, staklo i polimerne materijale. Hemijski čisti izolator je voda.
Dielektrične karakteristike
Ova grupa uključuje piroelektrike, feroelektrike, relakore, piezoelektrike. Pasivna i aktivna svojstva takvih materijala aktivno se koriste u modernoj tehnologiji, pa ćemo se na njima detaljnije zadržati.
Pasivna svojstva izolatora važe kada se koriste u konvencionalnim kondenzatorima.
Elektroizolacioni materijali su dielektrici koji ne dozvoljavaju gubitak električnih naboja. Uz njihovu pomoć moguće je odvojiti električne krugove jedan od drugog, dijelove uređaja od provodljivih dijelova. U takvim situacijamapermitivnost nema posebnu ulogu.
Aktivni (kontrolisani) dielektrici su piroelektrici, feroelektrici, elektroluminofori, materijali za zatvarače i emiteri u laserskoj tehnologiji.
Potražnja za dielektričnim materijalima raste svake godine. Razlog je povećanje kapaciteta industrijskih preduzeća i komercijalnih institucija.
Pored toga, povećana potražnja za dielektricima može se objasniti povećanjem broja komunikacija i raznih električnih uređaja.
U tehnologiji, električna snaga izolatora je od posebne važnosti, povezana sa rasporedom molekula i atoma u kristalnoj rešetki.
Klasifikacija
U različitim uslovima, dielektrični materijal može pokazati različite izolacione karakteristike, što određuje obim njegove primene. Na primjer, dielektrična čvrstoća se mijenja s temperaturom.
U zavisnosti od strukture razlikuju se organski i anorganski električni izolacioni materijali.
Kako se elektroindustrija razvijala, tako se razvijala i proizvodnja dielektričnih materijala od minerala. Tehnologija je nedavno toliko poboljšana da je bilo moguće značajno smanjiti troškove proizvodnje, zbog čega su mineralni dielektrici zamijenili kemijske i prirodne materijale.
Mineralni dielektrični materijali
Takva jedinjenja uključuju:
- Instalacija, alkalna, lampa,stakla kondenzatora, koja se sastoje od mješavine različitih oksida. Prilikom izrade oksida aluminijuma, kalcijuma, silicijuma povećava se električna čvrstoća materijala.
- Stakleni emajli su materijali u kojima se tanak sloj emajla nanosi na metalnu površinu.
- Svjetlosni vodiči, koji su posebna vrsta stakloplastike koja provode svjetlo.
- Keramički predmeti.
- Mica.
- Azbest.
Uprkos tolikoj raznolikosti električnih izolacijskih materijala, daleko je od uvijek moguće zamijeniti jedan dielektrik drugim.
Električna čvrstoća izolacije je važno svojstvo, ali to nije jedina stvar na koju treba obratiti pažnju pri odabiru takvih materijala.
Posebna pažnja se takođe poklanja termičkim, mehaničkim, drugim fizičkim i hemijskim svojstvima, uključujući mogućnost različitih vrsta obrade, cenu, dostupnost materijala.
Provjera električne čvrstoće izolacije vrši se kako bi se osigurala maksimalna sigurnost rada instrumenata i uređaja.
Električna izolaciona naftna ulja
Transformatorsko ulje, koje se koristi za energetske transformatore, ima maksimalnu distribuciju u elektrotehnici među tečnim izolacionim materijalima. Oni ispunjavaju pore u vlaknastoj izolaciji, razmak između namotaja, povećavaju dielektričnu čvrstoću izolacije, pospješuju uklanjanje topline. Osim toga, transformatorsko ulje se aktivno koristi u visokonaponskim uljnim prekidačima. U takvim uređajima, između divergentnihkontakti prekidača prekidaju električni luk, zbog čega se kanal luka brzo hladi i gasi. Za dobijanje naftnih mineralnih elektroizolacionih ulja koristi se ulje, pri čemu se vrši njegova stepenasta destilacija sa faznim odvajanjem frakcije u svakoj fazi i detaljnim prečišćavanjem od nečistoća sumpornom kiselinom, nakon čega sledi pranje i sušenje.
Električna snaga takvog ulja je vrijednost koja je vrlo osjetljiva na vlagu. Čak i uz blagu primjesu vode u ulju, uočava se značajno smanjenje ove fizičke količine. Pod dejstvom električnog polja, kapljice emulgirane vode se uvlače na ona mesta gde jačina polja ima maksimalnu vrednost, usled čega dolazi do sloma.
Uz naglo smanjenje električne snage ulja, ono sadrži ne samo molekule vode, već i vlaknaste nečistoće. Oni apsorbuju vodu, što značajno utiče na električne karakteristike tečnog dielektrika.
Ulja za kablove
Koriste se u proizvodnji električnih kablova. Kada je njihova papirna izolacija impregnirana uljima, povećava se uklanjanje toplotnih gubitaka.
Postoje različite vrste ulja za kablove. Na primjer, za impregnaciju energetskih kabela od aluminijskih i olovnih omotača koristi se ulje marke KM-25, koje ima kinematičku viskoznost od najmanje 23 milimetra u sekundi, tačku tečenja ne više od 1000 stupnjeva. Kako bi se povećao viskozitet ulja, dodaje mu se kolofonij ilisintetički zgušnjivač.
Pre upotrebe dielektrika, ispitajte dielektričnu čvrstoću izolacije.
Tečni sintetički dielektrici
Ovi materijali za električnu izolaciju su superiorniji u nekim aspektima od naftnih ulja. Imaju sklonost električnom starenju, što negativno utiče na svojstva pod uticajem električnog polja povećanog intenziteta.
Da bi se riješio ovaj problem, kondenzatori su impregnirani polarnim tekućim dielektrikom.
Provjera električne snage je obavezna mjera za odabir najefikasnijeg tipa izolatora.
Hlorirani ugljovodonici
Oni se dobijaju iz različitih ugljovodonika zamenom jednog ili više atoma vodonika sa hlorom. Najčešći tip takvih dielektrika je klorirani bifenil. Ima visoku viskoznost, ima glavne karakteristike koje odgovaraju GOST-u. Električna čvrstoća ovog izolatora veća je od ostalih nepolarnih naftnih ulja, pa se pri njegovoj upotrebi volumen kondenzatora gotovo prepolovi. Među prednostima kloriranih bifenila ističemo njihovu nesagorivost, a nedostatke su toksičnost i visoka cijena.
Među jeftinim domaćim materijalima sa odličnim izolacijskim karakteristikama izdvajamo mješavinu izobutena i njegovih izomera (oktola), dobivenu kao rezultat pucanja ulja.
Prirodni izolatori
kalofonija,koja je krhka smola dobijena od smole, u svom sastavu sadrži organske kiseline. Dobro se otapa u naftnim uljima i koristi se kao spojevi za zaptivanje i impregnaciju kablova.
Tanki sloj biljnog ulja, koji pada na površinu materijala, formira tanak film, povećavajući izolacijske karakteristike dijela.
Uzroci gubitka električne snage
U onim dielektricima koji se koriste u praksi, postoje besplatne naknade. Kako se elektroni kreću, električna provodljivost se povećava. Budući da ima malo punjenja, izolatori uspješno prolaze ovaj test. Električna čvrstoća izolatora određuje glavna područja njihove industrijske primjene.
Izolacija je neophodna za strujnu izolaciju, kontrolu temperature, jačinu električnog polja, druge karakteristike koje imaju uređaji i uređaji.
Ako se piezoelektrik koristi kao dielektrik u kondenzatoru, on mijenja svoje linearne karakteristike pod utjecajem naizmjeničnog napona, pretvara se u generator ultrazvučnih vibracija.
Zaključak
Tehnologija i karakteristike rada radio-elektronske i električne opreme određuju različite zahtjeve za parametre dielektričnih materijala.
Izolatori koji se koriste u praktične svrhe imaju malo elektrona u svom volumenu, tako da pri konstantnom naponu prolaze minimalnu struju, koja se zove struja curenja.
Ako napon poraste,primijenjen na izolaciju, vrijednost jačine polja u dielektriku će premašiti određenu vrijednost, izolator će izgubiti svoje električne izolacijske karakteristike.
Prolazna struja koja teče kroz izolator se povećava, a njegov otpor se smanjuje, uzrokujući kratak spoj elektroda.
Ova pojava se zove dielektrični slom. U slučaju kada napon primijenjen na dielektrik dostigne kritičnu vrijednost, uočava se nagli porast prolazne struje, napon na elektrodama se smanjuje, kao rezultat nepovratnih promjena, električni otpor izolatora opada.
U zavisnosti od parametara izolacije snage i energije, nakon kvara dolazi do iskre, što dovodi do topljenja, gorenja, pucanja i drugih promjena kako na dielektriku tako i na elektrodama.
Pravim odabirom električnih izolacijskih materijala možete osigurati nesmetan rad električnih uređaja i tehničkih uređaja.
