Kakšna je dielektrična trdnost dielektrika? Poskusimo razumeti ta izraz, da bi prepoznali značilnosti tega indikatorja.
Definicije
Dielektriki so snovi, ki ne prevajajo elektrike dobro ali popolnoma. Vrednost gostote v takšni snovi nosilcev naboja (elektronov) ne presega 108 kosov na kubični centimeter. Glavna značilnost električnih izolacijskih materialov je njihova sposobnost polarizacije v zunanjem polju. Dielektriki vključujejo plinaste snovi, različne smole, steklo in polimerne materiale. Kemično čist izolator je voda.
Dielektrične lastnosti
Ta skupina vključuje piroelektrike, feroelektrike, relaksorje, piezoelektrike. Pasivne in aktivne lastnosti takšnih materialov se aktivno uporabljajo v sodobni tehnologiji, zato se bomo o njih podrobneje posvetili.
Pasivne lastnosti izolatorjev veljajo, kadar se uporabljajo v običajnih kondenzatorjih.
Električni izolacijski materiali so dielektriki, ki ne dopuščajo izgube električnih nabojev. Z njihovo pomočjo je mogoče ločiti električna vezja drug od drugega, dele naprav od prevodnih delov. V takih situacijahprepustnost nima posebne vloge.
Aktivni (nadzorovani) dielektriki so piroelektriki, feroelektriki, elektroluminofori, materiali za rolete in oddajniki v laserski tehnologiji.
Povpraševanje po dielektričnih materialih se vsako leto povečuje. Razlog je povečanje zmogljivosti industrijskih podjetij in komercialnih institucij.
Poleg tega je povečano povpraševanje po dielektrikih mogoče razložiti s povečanjem števila komunikacij in različnih električnih naprav.
V tehnologiji je električna moč izolatorjev še posebej pomembna, povezana z razporeditvijo molekul in atomov v kristalni mreži.
Razvrstitev
Pod različnimi pogoji ima dielektrični material lahko različne izolacijske lastnosti, kar določa obseg njegove uporabe. Na primer, dielektrična trdnost se spreminja s temperaturo.
Odvisno od strukture ločimo organske in anorganske električne izolacijske materiale.
Ko se je razvijala elektroindustrija, se je razvijala tudi proizvodnja dielektričnih materialov iz mineralov. Tehnologija se je v zadnjem času toliko izboljšala, da je bilo mogoče znatno znižati stroške proizvodnje, zaradi česar so mineralni dielektriki nadomestili kemične in naravne materiale.
mineralni dielektrični materiali
Takšne spojine vključujejo:
- Namestitev, alkalna, svetilka,kondenzatorska stekla, sestavljena iz mešanice različnih oksidov. Pri izdelavi oksidov aluminija, kalcija, silicija se poveča električna trdnost materiala.
- Stekleni emajli so materiali, v katerih se na kovinsko površino nanese tanek sloj emajla.
- Svetlobna vodila, ki so posebna vrsta svetlobno prevodnih steklenih vlaken.
- keramični predmeti.
- Mica.
- Azbest.
Kljub tako različnim električnim izolacijskim materialom še zdaleč ni vedno mogoče zamenjati enega dielektrika z drugim.
Električna trdnost izolacije je pomembna lastnost, vendar ni edina stvar, na katero moramo biti pozorni pri izbiri takšnih materialov.
Posebna pozornost je namenjena tudi toplotnim, mehanskim, drugim fizikalnim in kemičnim lastnostim, vključno z zmožnostjo različnih vrst obdelave, stroški, razpoložljivostjo materialov.
Preverjanje električne trdnosti izolacije se izvaja, da se zagotovi največja varnost delovanja instrumentov in naprav.
Električna izolacijska naftna olja
Transformatorsko olje, ki se uporablja za močnostne transformatorje, ima v elektrotehniki največjo distribucijo med tekočimi izolacijskimi materiali. Zapolnijo pore v vlakneni izolaciji, razdaljo med navitji, povečajo dielektrično trdnost izolacije, pospešujejo odvajanje toplote. Poleg tega se transformatorsko olje aktivno uporablja v visokonapetostnih oljnih odklopnikih. V takih napravah med divergentnimikontakti stikala prekinejo električni lok, zaradi česar se obločni kanal hitro ohladi in ugasne. Za pridobivanje naftnih mineralnih električnih izolacijskih olj se uporablja olje, pri čemer se izvaja stopenjska destilacija s postopnim ločevanjem frakcije na vsaki stopnji in podrobnim čiščenjem od nečistoč z žveplovo kislino, čemur sledi izpiranje in sušenje.
Električna trdnost takšnega olja je vrednost, ki je zelo občutljiva na vlago. Tudi pri rahli primesi vode v olju opazimo znatno zmanjšanje te fizikalne količine. Pod delovanjem električnega polja se kapljice emulgirane vode potegnejo na tista mesta, kjer ima jakost polja največjo vrednost, zaradi česar pride do razpada.
Z močnim zmanjšanjem električne moči olja vsebuje ne le molekule vode, temveč tudi vlaknaste nečistoče. Absorbirajo vodo, kar pomembno vpliva na električne lastnosti tekočega dielektrika.
kabelska olja
Uporabljajo se pri proizvodnji električnih kablov. Ko je njihova papirnata izolacija impregnirana z olji, se odvajanje toplotnih izgub poveča.
Obstajajo različne vrste kabelskih olj. Na primer, za impregnacijo napajalnih kablov iz aluminijastih in svinčenih plaščev se uporablja olje blagovne znamke KM-25, ki ima kinematično viskoznost najmanj 23 milimetrov na sekundo, točko tečenja ne več kot 1000 stopinj. Za povečanje viskoznosti olja se mu doda kolofonija ozsintetični zgoščevalec.
Pred uporabo dielektrika preizkusite dielektrično trdnost izolacije.
Tekoči sintetični dielektriki
Ti električni izolacijski materiali so v nekaterih pogledih boljši od naftnih olj. Imajo nagnjenost k električnemu staranju, kar negativno vpliva na lastnosti pod vplivom električnega polja povečane jakosti.
Za reševanje te težave so kondenzatorji impregnirani s polarnim tekočim dielektrikom.
Preverjanje električne moči je obvezen ukrep za izbiro najučinkovitejše vrste izolatorja.
Klorirani ogljikovodiki
Pridobivajo jih iz različnih ogljikovodikov z zamenjavo enega ali več atomov vodika s klorom. Najpogostejša vrsta takšnih dielektrikov je klorirani bifenil. Ima visoko viskoznost, ima glavne značilnosti, ki ustrezajo GOST. Električna trdnost tega izolatorja je višja od drugih nepolarnih naftnih olj, zato se pri njegovi uporabi prostornina kondenzatorja skoraj prepolovi. Med prednostmi kloriranih bifenilov izpostavljamo njihovo negorljivost, slabosti pa so strupenost in visoka cena.
Med poceni domačimi materiali z odličnimi izolacijskimi lastnostmi izpostavljamo mešanico izobutena in njegovih izomerov (oktola), ki nastanejo kot posledica krekinga olja.
Naravni izolatorji
kolofonija,ki je krhka smola, pridobljena iz smole, v svoji sestavi vsebuje organske kisline. Dobro se raztopi v naftnih oljih in se uporablja kot tesnilne in impregnacijske spojine za kable.
Tanka plast rastlinskega olja, ki pade na površino materiala, tvori tanek film, ki poveča izolacijske lastnosti dela.
Vzroki izgube električne moči
V tistih dielektrikih, ki se uporabljajo v praksi, so brezplačni stroški. Ko se elektroni premikajo, se električna prevodnost poveča. Ker je nabojov malo, izolatorji uspešno prestanejo ta preizkus. Električna trdnost izolatorjev določa glavna področja njihove industrijske uporabe.
Izolacija je potrebna za tokovno izolacijo, nadzor temperature, jakost električnega polja, druge značilnosti, ki jih imajo naprave in naprave.
Če piezoelektrik uporabimo kot dielektrik v kondenzatorju, spremeni svoje linearne karakteristike pod vplivom izmenične napetosti, se spremeni v generator ultrazvočnih vibracij.
Sklep
Tehnologija in značilnosti delovanja radioelektronske in električne opreme določajo različne zahteve za parametre dielektričnih materialov.
Izolatorji, ki se uporabljajo za praktične namene, imajo v svoji prostornini malo elektronov, zato pri konstantni napetosti prehajajo minimalni tok, imenovan tok uhajanja.
Če se napetost dvigne,nanesena na izolacijo, bo vrednost poljske jakosti v dielektriku presegla določeno vrednost, izolator bo izgubil svoje električne izolacijske lastnosti.
Prehodni tok, ki teče skozi izolator, se poveča in njegov upor se zmanjša, kar povzroči kratek stik elektrod.
Ta pojav se imenuje dielektrični razpad. V primeru, ko napetost, ki se nanaša na dielektrik, doseže kritično vrednost, opazimo močno povečanje pretočnega toka, napetost na elektrodah se zmanjša, zaradi nepopravljivih sprememb se zmanjša električni upor izolatorja.
Odvisno od parametrov izolacije moči in energije se po okvari pojavi iskra, ki vodi do taljenja, gorenja, razpokanja in drugih sprememb tako v dielektriku kot na elektrodah.
S pravilno izbiro električnih izolacijskih materialov lahko zagotovite nemoteno delovanje električnih naprav in tehničnih naprav.
