Tipuri de defalcare a dielectricilor

Înainte de a analiza mecanismele de defectare a dielectricilor, vom încerca să aflăm caracteristicile acestor materiale. Materiale electroizolante

Caracteristicile materialelor

În comparație cu materialele conductoare, izolatorii au o rezistență electrică mult mai mare. O proprietate tipică a acestor materiale este crearea de câmpuri electrice puternice, precum și acumularea de energie. Această proprietate este utilizată pe scară largă în condensatori.

clasificare

Conform stării agregate, toate materialele izolatoare electrice sunt împărțite în lichide, gazoase, solide. Cel mai mare grup este ultimul grup de dielectrice. Acestea includ materiale plastice, produse ceramice, materiale polimerice înalte.

În funcție de compoziția chimică, materialele izolatoare electrice sunt împărțite în anorganice și organice.

Principalul element chimic în izolatoarele organice este carbonul. Temperaturile maxime rezistă materialelor anorganice: ceramică, mică.

În funcție de metoda de obținere a dielectricilor, este obișnuit să se împartă în cele sintetice și naturale (naturale). Fiecare specie are anumite caracteristici. În prezent, un mare grup de substanțe sintetice.

Materialele dielectrice solide sunt în continuare subdivizate în subcategorii separate, în funcție de structura, compoziția și caracteristicile tehnologice ale materialelor. De exemplu, există izolații ceramice, ceramice, minerale, de film.

Toate aceste materiale se caracterizează prin conductivitate electrică. Odată cu trecerea timpului, astfel de substanțe prezintă o modificare a valorii curente datorită scăderii curentului de absorbție. Într-un anumit punct al materialului izolator electric există numai un curent de conducție, a cărui valoare depinde de proprietățile materialului dat.

Caracteristicile procesului

Dacă rezistența câmpului electric este mai mare decât limita de rezistență electrică, apare o defecțiune dielectrică. Acesta este procesul de distrugere a acestuia. Aceasta duce la o pierdere în locul defecțiunii unui astfel de material prin caracteristicile sale inițiale de izolare electrică.

Tensiunea de defalcare este valoarea la care are loc defalcarea dielectrică.

Puterea electrică caracterizată prin valoarea intensității câmpului.

Defalcarea dielectricilor solizi este un proces electric sau termic. Se bazează pe fenomene care duc la o creștere avalanșă a solidului materiale izolante magnitudinea curentului electric.

Defalcarea dielectricilor solizi are caracteristicile caracteristice:

• absența sau dependența slabă de temperatura și tensiunea conductivității;
• rezistența electrică a materialului într-un câmp omogen, indiferent de grosimea materialului dielectric folosit;
• limitele înguste ale rezistenței mecanice;
• în primul rând, curentul crește exponențial, iar defalcările dielectricelor solide sunt însoțite de o creștere bruscă a curentului;
• într-un câmp neomogen, acest proces apare într-un loc cu o intensitate maximă a câmpului.

Defalcarea termică

El apare la pierderi dielectrice, materiale preîncălzirea alte surse de căldură, cu o calitate scăzută provocare de energie termică. O astfel de defalcare dielectrică însoțită de o creștere a curentului electric din cauza o reducere drastică a rezistenței la o porțiune în care este afectată conductivitatea termică. Un proces similar este observat până când distrugerea termică completă a dielectricului are loc într-o locație slăbită. De exemplu, materialul izolator electric inițial solid se va topi.

evidență

Distribuția dielectrică are caracteristici caracteristice:

• apare în locul disipării calității slabe în mediul înconjurător;
• Tensiunea de spargere scade odată cu creșterea temperaturii mediului extern;
• Rezistența electrică este invers proporțională cu grosimea stratului dielectric.

Caracteristici generale

Caracterizăm principalele tipuri de defalcare a dielectricilor. Esența procesului este pierderea materialului izolator electric al caracteristicilor sale atunci când valoarea critică a intensității câmpului electric este depășită. Există mai multe tipuri de acest proces:

• defalcarea electrică a dielectricului;
• proces termic;
• îmbătrânirea electrochimică.

Varianta electrică apare ca urmare a ionizării șocurilor de electroni negativi, care apar într-un câmp electric puternic. Acest proces este însoțit de o creștere accentuată a densității curente.

Cauza procesului termic în izolator este o creștere a cantității de căldură eliberată de sistem datorită efectului conductivității electrice sau ca urmare a pierderilor dielectrice. Rezultatul unei astfel de defecțiuni este distrugerea termică a materialului izolator electric.

La schimbarea defalcării dielectric tensiune apar modificări în structura materialului izolator electric precum schimbarea compoziției chimice a dielectric. Ca rezultat, se observă o scădere ireversibilă a rezistenței izolației. Aceasta duce la o îmbătrânire electrică a dielectricului.

Într-un mediu gazos

Cum apare o defalcare a dielectricilor gazoase? În golurile de aer, datorită radiației cosmice și radioactive, există un număr nesemnificativ de particule încărcate. Există o accelerare a electronilor negativi în câmp, ca urmare a faptului că aceștia dobândesc energie suplimentară, valoarea căreia depinde direct de intensitatea câmpului și de calea medie liberă a particulei înainte de coliziune. Cu o valoare semnificativă a intensității, se observă o creștere a fluxului de electroni, ceea ce determină defalcarea decalajului. Mai mulți factori influențează acest proces. Cea mai importantă dintre acestea este opțiunea de câmp. Există o relație directă între rezistența electrică a unui gaz și presiunea și temperatura acestuia.

Mediul lichid

Defalcarea dielectricelor lichide este legată de puritatea materialului izolator electric. Există trei grade:

• conținutul în dielectric al impurităților mecanice solide și a apei de emulsie;
• punct de vedere tehnic curat;
• curățate temeinic și degazate.

În dielectric lichid purificat, există doar o versiune electrică a defecțiunii. Datorită diferenței substanțiale în densitățile lichidului și gazului, traiectoria medie liberă a electronului scade, ceea ce duce la o creștere a intensității defalcării.

În energia electrică moderne utilizate tehnic tipuri pure de fluide dielectrice, permis doar o prezență mică de impurități.

Trebuie avut în vedere că chiar și cantitatea minimă de apă emulsie dintr-un material izolator electric lichid determină o scădere puternică a rezistenței electrice.

Astfel, rezistența electrică și distrugerea dielectricilor sunt cantități înrudite. Să luăm în considerare mecanismul de defectare într-un mediu lichid. Picăturile de apă emulsie sunt polarizate în câmpul electric, apoi intră în spațiul dintre electrozii polari. Aici sunt deformate, drenate și se formează poduri care au o rezistență electrică mică. Pentru ei, are loc defalcarea. Aspectul podurilor duce la o scădere semnificativă a rezistenței uleiului.

Caracteristici ale materialelor electroizolante

Tipurile considerate de defalcare a dielectricelor solide și-au găsit aplicația în ingineria electrică modernă.

Printre materialele lichide sau semi dielectrice utilizate în prezent în interes de artă sunt condensator și uleiuri de transformator și lichid sintetic: sovtol, sovol.

Uleiul mineral este obținut ca rezultat al distilației fracționare a țițeiului. Între speciile lor separate există diferențe de viscozitate, caracteristici electrice.

De exemplu, uleiul de cabluri și condensatoare are un grad ridicat de purificare, astfel încât acestea au caracteristici dielectrice excelente. Fluidele sintetice necombustibile sunt sovtol și sovol. Pentru a obține prima, se efectuează clorurarea bifenilului cristalin. Acest lichid vâscos transparent are toxicitate, este capabil să irită membrana mucoasă, prin urmare, atunci când lucrează cu un astfel de dielectric, trebuie avut grijă să se ia măsuri de precauție.

Sotvol este un amestec de triclorbenzen și sovol, prin urmare, pentru un anumit material izolant electric, este caracteristică o valoare a viscozității mai scăzută.

Ambele fluide sintetice sunt utilizate pentru impregnarea condensatoarelor de hârtie moderne instalate în dispozitive industriale de curent alternativ și DC.

Materialele dielectrice cu conținut ridicat de polimeri organici constau dintr-o multitudine de molecule de monomeri. Caracteristicile dielectrice înalte au chihlimbar, cauciuc natural.

În materiale ceroase, de exemplu cerezină și parafină, punctul de topire este clar exprimat. Aceste dielectrice au o structură policristalină.

În ingineria electrică modernă, materialele plastice sunt în cerere, materiale compozite. Acestea conțin polimeri, rășini, coloranți, agenți de stabilizare, precum și componente plastificatoare. În funcție de atitudinea față de încălzire, ele sunt împărțite în materiale termoplastice și termorezistente.

Pentru munca în mediul aerian, sunt folosite electrocardiuri, care au o structură mai densă în comparație cu materialul obișnuit.

Printre materialele electroizolante stratificate care au caracteristici dielectrice se disting texolitul, formarea de fibre de sticla. acestea materiale plastice laminate, în care rășinile siliconice sau resol acționează ca liant, sunt dielectrice excelente.

Cauzele fenomenului

Există diverse motive pentru defalcarea dielectricilor. Prin urmare, până în prezent nu există o teorie universală care să explice pe deplin acest proces fizic. Indiferent de varianta de izolație, în cazul unei defecțiuni, se formează un canal special de conductivitate, a cărui valoare duce la un scurtcircuit în acest dispozitiv electric. Ce consecințe va avea acest proces? Probabilitatea unei urgente este mare, ca urmare a scoaterii din funcțiune a dispozitivului electric.

În funcție de sisteme de izolație, defalcarea poate avea manifestări diferite. Pentru dielectricii solizi, canalul păstrează o conductivitate considerabilă chiar și după ce curentul este oprit. Pentru materialele electroizolante gazoase și lichide, mobilitatea ridicată a electronilor încărcați este caracteristică. Prin urmare, se observă o restaurare instantanee a canalului de defecțiune, care sa produs în urma modificărilor de tensiune.

În lichide, defalcarea este cauzată de diverse procese. În primul rând se formează neomogenități optice în spațiul dintre electrozii, în aceste locuri lichidul își pierde transparența. Teoria lui A. Hemant descompune dielectricul lichid ca o emulsie. Conform calculelor făcute de om de știință, datorită acțiunii câmpului electric, picăturile de umiditate dobândesc forma unui dipol alungit. În cazul rezistenței înalte a câmpului, ele se combină, ceea ce contribuie la descărcarea în canalul format.

În efectuarea numeroaselor experimente a fost posibil să se stabilească faptul că dacă există gaz în lichid, atunci cu o creștere bruscă a tensiunii înainte de defalcare, vor apărea bule. În același timp, tensiunea de descompunere a acestor lichide scade odată cu scăderea presiunii sau cu creșterea temperaturii.

concluzie

Materialele dielectrice moderne sunt îmbunătățite odată cu dezvoltarea industriei electrotehnice. În prezent, tehnologia de creare a diferitelor tipuri de dielectrice a fost modernizată, astfel încât să poată fi create dielectrice ieftine cu caracteristici de performanță ridicate.

Printre cele mai populare materiale cu caracteristici adecvate, sticla și emailurile de sticlă prezintă un interes deosebit. Instalarea, alcalină, lampă, condensator, alte tipuri de acest material sunt substanțe de structură amorfă. Când se adaugă oxizi de calciu în aluminiu, este posibilă îmbunătățirea proprietăților dielectrice ale materialului, pentru a reduce probabilitatea de defectare.

Emailele din sticlă sunt materiale în care un strat subțire de sticlă este depus pe suprafața metalică. Această tehnologie asigură o protecție fiabilă împotriva coroziunii.

Toate materialele cu caracteristici de izolație electrică au găsit o largă aplicație în tehnologia modernă. Dacă defectarea dielectricului este prevenită în timp util, este foarte posibil să se prevină deteriorarea echipamentelor costisitoare.