Характеристики на електроизолационните материали

Електроизолационните материали - диелектриците могат да бъдат твърди, водни и газообразни.

Целта на електроизолационните материали в електрониката е да се развиват между части, които имат различни електронни потенциали, такава среда, която би предотвратила преминаването на ток между тези части.

Има електронни, механични, физико-химични и термични свойства на диелектриците.

Електронни свойства на диелектриците

Обемно съпротивление е съпротивлението на диелектрик, когато непроменен ток преминава през него. За планарна диелектрик, тя е:

Rv = ρv (d / S), Om

където ρv - обем съпротивление на диелектрика, представляващо резистентност куб на 1 см от преминаване на постоянен ток през два обратното е наклонена диелектрик ома см, S - сечение на изолатора, през който ток (електрод площ) cm2, г - дебелина диелектрик (разстояние между електродите), вижте

Повърхностно съпротивление на диелектрика

Повърхностното съпротивление е съпротивлението на диелектрик, когато токът преминава през неговата повърхност. Това съпротивление е:

Rs = ps (1 / S), Om

където PS - повърхностно съпротивление диелектрик, представлява квадрат резистентност (всички размери) при постоянен ток преминаване от едната страна към долната страна, Ом, L диелектрик дължина повърхност (в посоката на текущия канал), виж, S - ширина на повърхността на диелектрик (в посока, перпендикулярна на преминаването на тока)

Диелектрична пропускливост.

Както се разбира, капацитетът на диелектричен кондензатор, заграден между две паралелни метални пластини (електроди), разположени един срещу друг, е:

С = (еS) / (4т1), cm,

където ε - диелектрична константа на материала е равно на съотношението на капацитет с диелектрик, с капацитет от същия геометричен размер но диелектрик, който е въздух (по-точно, вакуум) - S - площ на електрода cm2 кондензатор, л - дебелина на диелектрична затворено между електродите, см.

Диелектричният загубен ъгъл

Загубата на енергия в диелектрик, когато се прилага променлив ток, е:

Pa = U х Ia, W

където U е приложеното напрежение, la е активният компонент на тока, преминаващ през диелектрика, А.

Както става ясно: Ia = Ip / tgφ = Ipx tgδ, A, Ip = U2πfC

където Ip - реактивен компонент на тока, преминаващ през диелектрик, А, С - капацитет, cm, е - честота на настоящите CPS, φ - ъгълът от които настоящата вектор, преминаващ през диелектрик води вектор напрежение се прилага към този диелектрик, градушка , δ е ъгълът, допълващ φ до 90 ° (диелектричен загубен ъгъл, deg).

По този начин, размерът на загубата на мощност се определя от:

Pa = U22pfCtgδ, W

От голямо практическо значение е въпросът за зависимостта на tgd от мащаба на приложеното напрежение (йонизационната крива).

Когато хомогенна изолация, която няма delaminations и напукване, tgδ практически не зависи от приложеното напрежение-снопчета и наличието на пукнатини с увеличаване на приложеното напрежение tgδ увеличава рязко поради йонизация пропуски затворени в изолацията.

Периодичното измерване на диелектричния загубен ъгъл (tgδ) и сравнението му с плодовете на миналите измервания характеризират състоянието на изолация, степента и интензивността на стареенето.

Електрическа диелектрична якост

При електрическите инсталации, диелектриците, образуващи изолация на намотките, трябва да устоят на действието на електронното поле. В интензитет (силата) се увеличава с тюл напрежение създава тази област, и когато силата на полето достигне критична стойност, изолатора губи своите електрически характеристики настъпва т.нар диелектрик повреда настъпва.

Напрежението, при което се случва разпадането, се нарича напрежение на разрушаване, а съответната сила на полето се нарича електронната сила на диелектрика.

Цифровата стойност на електронната сила е равна на съотношението на напрежението на разпадане към дебелината на диелектрика в точката на разпадане:

Epr = Upr / l, kV / mm,

където Upr е напрежението на разрушаване, kV, l е дебелината на изолацията в точката на разбиване, mm.

Електрически изолационни материали

Физико-химични свойства на диелектриците

В допълнение към електронните, се различават следните физикохимични свойства на диелектриците.

Киселинно число - определя количеството (mg) калиев хидроксид (КОН), необходимо за неутрализирането на свободните киселини, съдържащи се в водния диелектрик, и затруднява неговите електрически изолационни характеристики.

Вискозитет - определя степента на течливост на воднисти диелектрик, който определя способността на проникваща лакове за импрегниране ликвидация проводници, като конвекция в маслени трансформатори и др ...

Различават кинематичен вискозитет, измерен чрез капилярни вискозиметри (U-образни стъклени тръби) и така наречените относителен вискозитет определя от изтичането на вода скорост на калибриран отвор в специален фуния. Единицата на кинематичния вискозитет е Stokes (St).

Поддържащият вискозитет се измерва със степени на Engler.

Устойчивост на топлина - способността на материала да изпълнява функциите си под въздействието на работната температура за време, сравнимо с очаквания период на нормална работа на електрическото оборудване.

Под въздействието на отоплението се извършва термично стареене на електрически изолационни материали, в резултат на което изолацията престава да отговаря на изискванията за него.

Температурата на омекване, при която започва омекотяването на твърдите диелектрици, има състояние без форма (смоли, битуми) в хладно състояние. Точката на омекване се определя, когато нагрятата изолация се изтласка от пръстена или тръбата чрез желязна топка или живак.

Точката на падане, при която първата капка се отделя и пада от чашата (която има отвор 3 мм в долната част), в която се нагрява тестовият материал.

Точката на възпламеняване на парата, при която смес от пари от електрическа изолация на вода и въздух се запалва от пламъка на горелката. Колкото по-ниска е температурата на запалване на водата, толкова по-голяма е нейната волатилност.

Gidrostoykost, химическа устойчивост, студоустойчивост и диелектрик затоплянето - електронен стабилност и физико-химичните характеристики на изолационни материали, когато са изложени на вода, съответно, киселини или основи ниска температура в границите от -45 ° до -60 ° С, и тропически климат се характеризира с най-високата и рязко промяна в през деня температурата на въздуха, неговата най-висока влажност и замърсяване, наличието на плесени, насекоми и мишки.

Arc съпротива и диелектрик koronostoykost - съпротивление на изолационни материали за озон и азотен освободен по време на тихо освобождаване от отговорност - корона и устойчивост на електронни искри и стабилна дъга.

Термопластични и термореактивни характеристики на диелектриците

Термопластичните електроизолационни материали са тези, които, въпреки че са твърди в първоначалното, студено състояние, омекват при нагряване и се разтварят в подходящи разтворители. След охлаждане тези материали се закаляват отново. При повторно нагряване остава способността им да се омекотят и разтварят в разтворители. По този начин, нагряването на такива материали не води до промени в тяхната молекулна структура.

Обратно, така наречените термореактивни материали се закаляват (изпечени) след топлинната обработка при подходящи условия. При повторно нагряване те не омекват и не се разтварят в разтворители, което показва, че необратимите конфигурации, които са преминали през нагряване в молекулярната им структура, се нагряват.

Механичните характеристики на изолационните материали са: якост на опън, компресия, статична и динамична намотка, както и твърдост.

Училище за електротехник