Тангенс угла диэлектрических потерь: норма у трансформатора, формулы для измерения

Напоследок

Регулярное и своевременное измерение сопротивления изоляции — главное условие надежной, безопасной и длительной эксплуатации всех электроприборов и электрических сетей. Проводить такие работы должны в обязательном порядке специалисты, имеющие большой опыт таких работ и соответствующие разрешительные документы.

Отправьте нам свой вопрос и менеджер ответит Вам в кратчайшие сроки

Измерение сопротивления изоляции электропроводки должно выполняться во время приемо-сдаточных работ; периодически, согласно нормам и установленным правилам, а также после проведения ремонтов сети освещения. При этом производится не только замер сопротивления изоляции между фазных и нулевых проводов, но и сопротивление изоляции между ними и проводником заземления.

Это позволяет вовремя диагностировать и устранять возможные повреждения изоляции, что снижает риск коротких замыканий и пожаров.

Что такое мегаомметр?

Прибор для замера сопротивления изоляции электропроводки называется мегаомметр. Принцип его действия основан на измерении токов утечки между двумя точками электрической цепи. Чем они выше, тем ниже сопротивление изоляции, и, соответственно, данная электроустановка требует повышенного внимания.

Итак:

На данный момент на рынке представлены мегаомметры двух основных типов. Приборы, работающие от встроенного в прибор генератора, и более современные мегаомметры с наличием аккумулятора.

По типоразмеру мегаомметры можно разделить на устройства с номинальным напряжением в 100В, 500В, 1000В и 2500В
. Самые маленькие мегаомметры применяются для испытания электроустановок до 50В.В зависимости от номинальных нагрузок для цепей напряжением до 660В обычно применяют устройства на 500 или 1000В. Для цепей напряжением до 3кВ — мегаомметры на 1000В, а для электроустановок и проводников большего напряжения приборы на 2500В.

Кто и когда имеет право производить замеры мегаомметром

Приборы замера сопротивления изоляции электропроводки имеют определенные требования по работе с ними. Так для самостоятельной работы мегаомметром в электроустановках до 1000В вам необходима третья группа допуска по электробезопастности.Итак:

Периодичность замеров сопротивления изоляции электропроводки определяется ПТЭЭП (Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей) и для электропроводки осветительной сети составляет 1 раз в три года. Такие же нормы действуют для электропроводки офисных помещений и торговых павильонов.

Как работать с мегаомметром?

Для подключения к электрической сети прибор зaмерa сопротивления изоляции электропроводки имеет два вывода длиной до трех метров. Они дают возможность подключать прибор к электрической цепи.

Итак:

Перед применением мегаомметр должен быть проверен на работоспособность. Для этого сначала закорачиваем выводы прибора накоротко. Затем вращаем ручку генератора и проверяем наличие цепи по показаниям прибора. После этого изолируем выводы друг от друга и проверяем максимально возможные показания на приборе.
После этого приступаем непосредственно к замерам. Для замеров трехпроводной однофазной цепи последовательность операций должна быть следующей:
1. В сети освещения выкручиваем все лампы и отключаем все электроприборы от розеток.
2. После этого включаем все выключатели сети освещения.
3. Согласно ПБЭЭ (Правил безопасной эксплуатации электроустановок), все работы с мегаомметром должны выполняться в диэлектрических перчатках. Ведь напряжение на выводах прибора — минимум 500В, поэтому данным требованием не стоит пренебрегать.
4. Подключаем выводы к фазному и нулевому проводу сети освещения. Производим замер. Согласно ПТЭЭП, он должен показать значение не меньше 0,5 МОм.

После выполнения замера фазный провод следует разрядить, прежде чем прикасаться к нему. Вообще емкость проводников освещения не велика и этот пункт можно бы было опустить, но, в случае наличия в вашей сети больших индуктивных или емкостных сопротивлений, снятие заряда с проводника обязательно, ведь цена невыполнения этого действия, может быть очень велика. Кстати по этой же причине мы не измеряем коэффициент абсорбции изоляции.
Затем производим такие же замеры по отношению между фазным проводом и заземлением и нулевым проводом и заземлением. Во всех случаях показания должны быть выше 0,5МОм.

Если необходимо выполнить замер сопротивления изоляции трехфазной цепи, то последовательность операций такая же. Только количество замеров больше, ведь нам необходимо замерить изоляцию между всеми фазными проводниками, нулевым проводом и землей.

Типы поражения электрическим током

В зависимости от того, какой наступает исход от электроудара, выделяют 5 типов:

судорожные сокращения мышц, человек находится в сознании;
судорожные сокращения мышц, человек без сознания, дыхание и работа сердца присутствуют;
отсутствие дыхания с нарушением работы сердца;
электрический шок, сильное расстройство дыхания, расстройство функционирования кровеносной и нервной системы, наступление глубокой депрессии которая может длиться от нескольких десятков минут до нескольких суток и в конечном итоге наступает либо полное выздоровление, либо биологическая смерть;
клиническая смерть, отсутствует дыхания, остановка сердца. Ее еще называют мнимой смертью, длится 6-8 минут, является переходным состоянием от жизни к смерти. По прошествии указанного времени, если не проводить реанимационные мероприятия – наступает биологическая смерть.

Также, большое значение имеет и путь, по которому проходит ток через организм т.е. какими частями тела человек касается токопроводящей части. Чаще всего люди «включаются» в электрическую цепь таким образом, что ток проходит по петлям: «рука-ноги», «рука-рука», «нога-нога», «рука-голова», «ноги-голова».

Есть два варианта подключения организма к электрической цепи:

двухфазное – человек одновременно прикасается частями тела к двум фазам (рис 2),
однофазное – прикосновение к фазе и нулевой точке ().

Рисунок 2 — Схема двухфазного включения человека в электрическую сеть

Где, а – сеть с изолированной нейтралью; б – сеть с глухозаземленной нейтралью.

Двухфазное подключение самое опасное, так как в этом варианте ток зависит только от напряжения и сопротивления человека () и будет иметь максимальное значение чем при однофазном подключение (см. рис 3).

Рисунок 3 — Схема однофазного включения человека в электрическую сеть (а-б)
Рисунок 3 — Схема однофазного включения человека в электрическую сеть (в)

а – сеть с изолированной нейтралью;
б – сеть с глухозаземленной нейтралью.
в – сеть с заземленной нейтралью

При варианте a на рисунке 3, к сопротивлению человека — Rч, добавляется сопротивление обуви Rоб, Rп – сопротивление пола, сопротивление изоляции фаз – Rиз. Те формула силы тока примет следующий вид (формула – 2).

Формула 2 – Сила тока, проходящего через человека при однофазном подключение с изолированной нейтралью.

Где:

U_ф – фазное напряжение, В;
R_ч – сопротивление человека (принимается равным 1000 Ом.

При расчетах принимается наименьшее сопротивление (при сильном опьянении, с мокрой или поврежденной кожей);

R_об – сопротивление обуви;
R_п – сопротивление пола;
R_из – сопротивление изоляции.

В аварийном режиме () когда одна из фаз коротит на корпус или уходит в землю, или происходит касание в месте с поврежденной изоляцией – человек может оказаться под полным линейным напряжением, ток проходящий через организм в таком случае рассчитывается по формуле 3:

Формула 3 – Сила тока, проходящего через человека при однофазном подключение в аварийном режиме.

Величина тока при однофазном подключении человека к сети с заземленной нейтралью рассчитывается по формуле 4.

Формула 4 – Сила тока, проходящего через человека при однофазном подключение с заземленной нейтралью.

Пути электрического тока, проходящие через тело человека

Угрозу обуславливает не только опасная величина силы тока, но также путь протекания электричества через организм. От этого пути зависит разрушающее воздействие на определенные органы.

Самые опасные петли электрического тока

Наиболее угрожающими считаются следующие пути протекания:

Схема прохождения петли электрического тока рука – рука

Рука – рука. Электричество проходит через грудь, до 3,3 % заряда попадает в сердце.

Схема прохождения петли электрического тока правая рука – нога

Правая рука – ноги. Опасность этой петли связана с проходом электротока через сердце (около 6,7 % заряда). Также часть заряда проходит и через спинной мозг.

Левая рука – ноги. Встречается реже предыдущей петли (обычно характерно для левшей). Около 3,7 % заряда действует на сердце.

Нога – нога. Характерно при попадании под действие шагового напряжения. Сердце пропускает около 0,4 % заряда. Основная угроза связана с возможностью падения человека, в результате которого возрастает значение шагового напряжения, а электричество проходит по более опасным петлям.

Голова – ноги. Опасность связана с действием электричества на головной мозг, спинной мозг, позвоночник. Через сердце проходит около 6,8 % заряда.

Голова – руки. Одна из самых опасных петель. Сердце пропускает через себя около 7 % заряда, под удар попадает головной мозг.

Составление небаланса в высоковольтных и распределительных сетях

Потери электроэнергии технического плана можно выявить через другой метод. О нем уже говорилось выше – предполагается, что все высоковольтные или распределительные сети обвязаны приборами учета. Они помогают определить величину максимально точно. Кроме этого, подобная методика обеспечивает реальную борьбу с неплательщиками, воровством и неправильное использование энергооборудования.

Следует отметить, что подобный подход, несмотря на эффективность, неприменим в современных условиях. Для этого необходимы серьезные мероприятия с большими затратами на реализацию обвязки всех потребителей электронными учетами с передачей данных (АСКУЭ).

Число потерь в газообразных веществах

Так как у газообразных веществ значение электропроводности очень маленькое, то и число потерь диэлектрических в них мало.

Когда происходит поляризация газообразных молекул, диэлектрических потерь при этом не происходит. В данном случае используется зависимость под названием кривая ионизации. Эта зависимость показывает, что если тангенс δ возрастает вместе с возрастанием напряжения, то это является доказательством того, что в таком случае в изоляции есть включения газа. Если ионизация значительна, то и потери газа тоже, а это может привести к тому, что изоляция разогреется и разрушится.

Поэтому очень важным при изготовлении изоляции является избавление от вкраплений газа. Для того чтобы этого достичь, применяют специальную обработку. Она включает сушку изоляции в состоянии вакуума, после чего все поры заполняет компаунд, находящийся под давлением. Следующим этапом является обкатка. При ионизации возникает озон и окислы азота, что ведет к разрушению органической изоляции. Если эффект ионизации появляется там, где поля неравномерны, то он ведет к существенному снижению коэффициента полезного действия при передаче (это бывает на линии электропередач).

Как определить тангенс угла диэлектрических потерь

В силовых трансформаторах тангенс угла рассчитывается как диэлектрик конденсатора. Берется в расчет угол, который дополняет до прямого, основной угол между сдвигами фаз тока и напряжения.

Для измерения принимают, что конденсатор относится к идеальному типу. Он может быть включен последовательным образом, то есть в последовательно включенным сопротивлением активной нагрузки, или по параллельной схеме. Для первой мощность составит Р=(U2ωtgδ)/(1+tg2δ), а для второй — Р=U2ωtgδ. Угол по этим расчетам вычислить несложно, зная емкость конденсатора и показатели сопротивления. Обычно значение его не превышает десятых или сотых долей единицы, определяется в графиках процентами. При этом увеличиваются, если увеличивается напряжение и частота работы. Для снижения коэффициента используются изоляционные материалы.

Виды диэлектрических потерь

В зависимости от электрических свойств различных видов диэлектриков различают следующие виды диэлектрических потерь, сопровождающихся нагревом диэлектрика:

ионизационные потери, наблюдаемые в газах;
релаксационные потери в жидких (вязких) диэлектриках, в результате релаксационной поляризации;
рассеяние в веществах, имеющих дипольную поляризацию;
поляризационное рассеивание в веществах, имеющих сквозную электропроводность;
высокочастотные резонансные потери;
диэлектрические потери, вызванные неоднородностью структуры твердых диэлектриков.

Диэлектрические вещества по-разному ведут себя при различных температурах, при постоянном или переменном токе. Максимумы потерь происходят при достижении определённого порога температуры. Этот порог индивидуален для каждого вещества. Тангенс угла δ зависит также от приложенного напряжения (рис. 4).

Рис. 4. Зависимость тангенса угла от напряжения

Методики расчета технических потерь на предприятиях электроэнергетики

Потери электроэнергии в электрических сетях осуществляется по двум основным методикам:

Расчет и составление норматива потерь, что реализовывается через специальное программное обеспечение, куда закладывается информация по топологии схемы. Согласно последней определяются нормативные величины.
Составление небалансов для каждого элемента электрических сетей. В основе этого метода лежит ежедневное, еженедельное и ежемесячное составление балансов в высоковольтной и распределительных сетях.

Каждый вариант обладает особенностями и эффективностью. Необходимо понимать, что выбор варианта зависит и от финансовой стороны вопроса.

Диэлектрические утери твёрдых веществ

У твёрдых веществ есть особый ряд характеристик. Например, они различаются по составу, структуре и поляризации, благодаря которым и возникают диэлектрические потери. Для диэлектриков, обладающих надёжностью и хорошим качествам, используют:

Серу.
Парафин.
Полистирол.

Существуют и диэлектрики со сквозной проводимостью электричества. К ним относят:

Кварц.
Соль.
Слюду.

Керамические и мраморные диэлектрики, будучи кристаллическими, являются характерными примерами данных значений. В них есть примесь полупроводников.

Они имеют отличительные свойства: потери диэлектрики будут зависеть от условий окружающей среды. Значения величины могут измениться от влияния окружающих факторов.

Формула расчета

Коэффициент нагрузки в представленной методике будет определяться по следующей формуле:

К = Эа/НМ*ОЧ*cos φ, где Эа – количество активной электроэнергии.

Какие потери происходят в трансформаторе в период загрузки, можно просчитать по установленной методике. Для этого применяется формула:

П = ХХ * ОЧ * ПКЗ * К² * НЧ.

Расчет для трехобмоточных трансформаторов

Представленная выше методика применяется для оценки работы двухобмоточных трансформаторов. Для аппаратуры с тремя контурами необходимо учесть еще ряд данных. Они указываются производителем в паспорте.

В расчет включают номинальную мощность каждого контура, а также их потери короткого замыкания. При этом расчет будет производиться по следующей формуле:

Э = ЭСН + ЭНН, где Э – фактическое количество электричества, которое прошло через все контуры; ЭСН – электроэнергия контура среднего напряжения; ЭНН – электроэнергия низкого напряжения.

Измерение диэлектрических потерь

Измерение диэлектрических потерь подразумевает достаточно сложную систему расчета, состоящую из нескольких действий. Прежде всего рассчитывается мощность, которая рассеивается в диэлектрике при переменном напряжении. Она равна произведению воздействующего на него напряжения и тока, который проходит через диэлектрики (соответственно, U и la).

Pа = U·Iа

Если вы обратитесь к схеме по замещению диэлектрика, то увидите, что в ее состав входят конденсатор и активное сопротивление, которые соединены между собой последовательно.

По формуле мы можем рассчитать активный ток, проходящий через диэлектрик, он будет составлять произведение тангенса угла от вектора полного значения тока до его емкости lc (соотвественно δ). Δ еще носит название угол диэлектрических потерь (или просто потерь).

Iа = Ic•tgδ

Исходя из этого, можно представить более развернутую формулу расчета мощности следующим образом.

Pa = U•Ic•tgδ

Если при этом принять значение тока разным следующему выражению (буквой С обозначается значение емкости конденсатора, ω – угловая частота).

Ic = U•ω•C

В конечном итоге, мы получаем гораздо более развернутую формулу для расчета мощности в диэлектрике.

Pa = U2•ω•C•tgδ

Из этой формулы уже можно сделать некоторые выводы. Так, мы видим, что значение потерь энергии находится в прямой пропорции от тангенса угла диэлектрических потерь. В свою очередь, от значения этого угла зависит уровень качества нашего диэлектрика. Если резюмировать, то при уменьшении угла возрастает уровень диэлектрических свойств вещества. А значение этого угла позволяет выразить диэлектрические потери количественно и сравнить их между собой у разных диэлектриков.

Как снять статическое электричество

В повседневной жизни статическое электричество создает много неприятных моментов, поэтому рассмотрим несколько рекомендаций, которые подскажут, что делать, чтобы убрать повышенный заряд:

Носить белье из хлопчатобумажных тканей.
Добавлять кондиционер для полоскания белья после стирки.
Использовать специальные средства («антистатики») для одежды из синтетики, шелка, шерсти и для ковровых покрытий.
Пользоваться не пластмассовыми, а деревянными или металлическими расческами.
Прикрепить металлическую булавку к одежде с изнанки.
Ходить босиком по деревянному полу, а летом – по земле.
Носить антистатические браслеты при работе с электроприборами.

Один из способов, который хорошо снимает статическое электричество – это увлажнение. Статический заряд, вызванный контактом с синтетической одеждой, уменьшится в 1,5 раза, если увлажнить воздух с 40 до 60 %. С этой целью используют специальные приборы, чаще проветривают помещение. Хороший эффект дает раскладывание на батареях отопления влажного полотенца.

Избежать контакта с электрическими зарядами нельзя, они окружают человека повсюду, находятся внутри него. Биотоки, небольшие по мощности, не причиняют вреда жизни и здоровью. Но регулярное их воздействие может вызвать сбои в работе организма, привести к смерти. Поэтому нужно регулярно избавляться от статического электричества.

Как избежать поражения электрическим током

Чтобы предотвратить поражение человека электричеством, необходимо не допустить возможность телесного контакта с деталями и проводниками под напряжением. Поэтому все работы выполняться с применением необходимых защитных средств. К числу основных средств индивидуальной защиты этого типа относятся диэлектрические перчатки и боты, диэлектрические коврики и подставки и т.д.

При работе обязательно применяется изолированный инструмент. Персонал в обязательном порядке проходит инструктаж, работники должны знать, как избежать поражения.Перед выполнением работ обязательно обесточить соответствующий участок сети. При этом на рубильнике или выключателе должна быть выставлена информационная табличка о запрете включения сети. Не допускается выполнение любых манипуляций с проводниками под напряжением.

Индикаторная отвертка HR28-C (12-250V)

Проверить наличие напряжения можно при помощи специальных индикаторных приборов. Самым простым и доступным среди таких приборов является индикаторная отвертка.

Если имеются сомнения, под напряжением ли проводник, работать с ним нельзя!

Пример расчета

Чтобы было проще понять представленную методику, следует рассмотреть расчет на конкретном примере. Например, необходимо определить увеличение потребления энергии в силовом трансформаторе 630 кВА. Исходные данные проще представить в виде таблицы.

Обозначение	Расшифровка	Значение
НН	Номинальное напряжение, кВ	6
Эа	Активная электроэнергия, потребляемая за месяц, кВи*ч	37106
НМ	Номинальная мощность, кВА	630
ПКЗ	Потери короткого замыкания трансформатора, кВт	7,6
ХХ	Потери холостого хода, кВт	1,31
ОЧ	Число отработанных часов под нагрузкой, ч	720
cos φ	Коэффициент мощности	0,9

На основе полученных данных можно произвести расчет. Результат измерения будет следующий:

К² = 4,3338

П = 0,38 кВТ*ч

% потерь составляет 0,001. Их общее число равняется 0,492%.

Тангенс угла диэлектрических потерь, схемы замещения диэлектрика

В диэлектрическом конденсаторе с идеальным диэлектриком, т. е. диэлектриком без потерь, вектор тока Ic опережает вектор напряжения на 90°. В реальных диэлектриках угол между током, протекающим через емкость, и напряжением меньше 90° за счет потерь, которые вызывают протекание активного тока IА, совпадающего по фазе с напряжением. Векторные диаграммы и схемы замещения для идеального диэлектрика и диэлектрика с потерями показаны на рисунке.

Чисто формально в простейшем случае схема замещения может быть выбрана из параллельно или последовательно соединенных емкости и активного сопротивления. Угол δ, дополняющий угол сдвига фаз между током и напряжением до 90° , называется углом диэлектрических потерь. Из векторной диаграммы тангенс этого угла равен отношению активного и реактивного токов tgδ = IА/IС или отношения активной мощности РА к реактивной РС

tgδ = РА/РС.

Иногда для характеристики устройства с диэлектриком определяют добротность —

параметр обратный тангенсу угла диэлектрических потерь: Q = 1/ tgδ = ctgδ = tgφ.

У материалов, применяемых на повышенных частотах и при высоких напряжениях, tgδ лежит в пределах 10-3 — 10-4; для низкочастотных диэлектрических материалов — полярных диэлектриков значения tgδ обычно 10-1 — 10-2, для слабополярных — до 10-3. Для хорошо осушенных газов, не содержащих влаги, значения могут достигать 10-5 — 10-8.

Электрические потери

Электрические потери pэл в каждой обмотке вычисляют по формуле pэл = I² × r. Сопротивление обмотки зависит от температуры. Поэтому ГОСТ 25941-83 предусматривает определение потерь в обмотках при приведении их к рабочей температуре (75°C для классов обмоток A, E и B и 115°C для классов F и H). В нормальных машинах постоянного тока имеются две электрические цепи: цепь якоря и цепь возбуждения. Поэтому обычно рассматривают потери в цепи якоря pэл.а и в цепи возбуждения pэл.в.

Потери в обмотках можно выразить также через плотность тока в обмотке j и массу обмотки (без изоляции) G. Действительно,

где l – общая длина проводников обмотки; s – сечение проводника; γ – плотность проводника; ρ – удельное сопротивление.

Но

(I / s)² = j² и lsγ = G.

Поэтому

Например, для меди γ = 8,9 г/см³ и при 75°C ρ = 1/4600 Ом×мм ²/см. Если выразить, далее, j в А/мм², то получим

(7)

Таким образом, формула (7) определяет потери в ваттах в медной обмотке массой G кг при 75°C и при плотности тока j А/мм².

К электрическим потерям относят также потери в регулировочных реостатах и потери в переходных сопротивлениях щеточных контактов. Потери в переходных сопротивлениях щеточных контактов для щеток одной полярности вычисляются по формуле

pэл.щ = ΔUщ × I ,

(8)

где ΔUщ – падение напряжения на один щеточный контакт. Так как ΔUщ зависит сложным образом от разных величин и факторов, то для упрощения расчетов, согласно ГОСТ 11828-86, «Машины электрические вращающиеся. Общие методы испытаний», принимается для угольных и графитовых щеток ΔUщ = 1 В и для металлоугольных щеток ΔUщ = 0,3 В.

Виды диэлектрических потерь

ионизационные потери, наблюдаемые в газах;
релаксационные потери в жидких (вязких) диэлектриках, в результате релаксационной поляризации;
рассеяние в веществах, имеющих дипольную поляризацию;
поляризационное рассеивание в веществах, имеющих сквозную электропроводность;
высокочастотные резонансные потери;
диэлектрические потери, вызванные неоднородностью структуры твердых диэлектриков.

Рис. 4. Зависимость тангенса угла от напряжения

Что такое потери электрической энергии?

Под потерями электроэнергии в широком смысле следует понимать разницу между поступлениями в сети и фактическим потреблением (полезным отпуском). Расчет потерь предполагает определение двух величин, что выполняется через учет электрической энергии. Одни стоят непосредственно на подстанции, другие у потребителей.

Потери могут рассчитываться в относительных и абсолютных величинах. В первом случае исчисление выполняется в процентах, во втором – в киловатт-часах. Структура разделена на две основных категории по причине возникновения. Общие потери именуются фактическими и являются основой эффективности работы подразделения.

Как избавить себя от опасности

Сперва, конечно же, нужно выяснить причину «агрессивности» домашней утвари. Если дело в неисправности проводки, следует немедленно вызвать электрика. До его приезда лучше покинуть квартиру либо хотя бы надеть резиновые перчатки.

При слишком сухом воздухе рекомендуется чаще проводить влажную уборку помещений

Важно и не допускать, чтобы предметы в комнате покрывались пылю. Комфортный уровень влажности для дома составляет 50-60%

Дабы достичь его, можно и просто купить увлажнитель воздуха.

Ну а если дело в скоплении электричества, следует протирать все бытовые приборы специальными антистатическими салфетками

Не менее важно, чтобы на поверхности корпуса не оседала пыль

А вот с синтетическими вещами всё немного сложнее

Меры предосторожности с ними таковы:

Натуральные и синтетические ткани должны сушиться отдельно.
Нужно чаще применять специальный кондиционер для одежды и белья, работающий как антистатик.
Рекомендуется также регулярно увлажнять кожу, активно пользоваться лосьоном или кремом. При трении неизбежно возникает статическое электричество. Поэтому кожа должна быть увлажнённой и мягкой.
В конце концов, можно ежедневно использовать обычный спрей-антистатик.

Химические свойства диэлектриков.

Знание химических свойств диэлектриков важно для оценки надежности их в эксплуатации и для разработки технологии. При длительной работе диэлектрики не должны разрушаться с выделением побочных продуктов и не вызывать коррозии соприкасающимися с ними металлов; не реагировать с различными веществами (например, газами, водой, кислотами, щелочами, растворами солей и т.п.)

Стойкость к действию всех этих веществ у различных диэлектриков весьма разнообразна

При длительной работе диэлектрики не должны разрушаться с выделением побочных продуктов и не вызывать коррозии соприкасающимися с ними металлов; не реагировать с различными веществами (например, газами, водой, кислотами, щелочами, растворами солей и т.п.). Стойкость к действию всех этих веществ у различных диэлектриков весьма разнообразна.

Материалы в производстве деталей могут обрабатываться различными химико-технологическими : склеиваться, растворяться в растворителях с образованием лаков и т.д. Растворимость твердых материалов может быть оценена количеством материала, преходящим в раствор за единицу времени с единицы поверхности материала, соприкасающейся с растворителем. Кроме того, нередко оценивают растворимость по тому наибольшему количеству вещества, которое может быть растворено в данном растворе (т.е. по концентрации насыщенного раствора). Легче всего растворяются вещества близкие к растворителю по химической природе и содержащие в молекулах похожие группировки атомов: дипольные вещества легче растворяются в дипольных жидкостях, нейтральные в нейтральных. Так, неполярные или слабополярные углеводороды (парафин, каучук) легко растворяются в жидких углеводородах, например, в бензине; полярные смолы, содержащие гидроксильные группировки (фенолформальдегидные и другие смолы), растворяются в спирте и иных полярных растворителях. Растворимость уменьшается с повышением степени полимеризации, высокомолекулярные вещества с линейной структурой молекул растворяются сравнительно легко, а с пространственной структурой — весьма трудно. При повышении температуры растворимость обычно увеличивается.

Пробой – потеря электрической прочности под действием напряжённости электрического поля – может иметь место как в образцах различных диэлектриков и систем изоляции, так и в электроизоляционных системах любого электротехнического устройства – от мощных генераторов и высоковольтных трансформаторов до любого бытового прибора. Сочетание в системах изоляции материалов, разных по электрической прочности, может приводить к серьёзным осложнениям в эксплуатации самых разнообразных электротехнических устройств, особенно высокого напряжения, где изоляция работает в сильных электрических полях и может возникнуть её пробой.

Причины пробоя бывают различными; не существует по этому единой универсальной теории пробоя. В любой изоляции пробой приводит к образованию в ней канала повышенной проводимости, достаточно высокой, чтобы произошло короткое замыкание в данном электротехническом устройстве, создающее аварийную ситуацию, по существу выводящую это устройство из строя. Однако в этом отношении пробой может проявлять себя в разных системах изоляции по – разному. В твёрдой изоляции, как правило, канал пробоя сохраняет высокую проводимость после выключения, приведшего к пробою напряжения, явление протекает необратимо. В жидких и газообразных диэлектриках вследствие высокой подвижности их частиц электрическое сопротивление канала пробоя восстанавливается вызвавшего его напряжения практически мгновенно.

Характеристика диэлектрических потерь в жидких диэлектриках

Здесь значение потерь напрямую связано с составом. Если жидкость нейтральна и не содержит примесей, то и значение потерь стремится к нулю в связи с низкой электропроводностью.

Для технических целей используются жидrости с полярностью или представляющие собой смесь нейтральной и дипольной (сюда относятся компаунды). У них значение потерь существенно выше.

Потери в полярных жидкостях обусловлены таким свойством, как вязкость и носят название дипольных, так как их определяет дипольная поляризация. При этом при маленькой вязкости потери малы, с ее возрастанием – потери возрастают.

Кроме того, в жидкостях присутствует сложная зависимость диэлектрических потерь от температурного режима. При возрастании температуры тангенс δ возрастает до максимального значения, после чего снова падает до минимального и вновь возрастает, что связано с изменением электропроводности под действием температуры.

← Предыдущая страница
Следующая страница →