Serebryakov 2018

Фиг. 4.6. Tgδ зависимост от изолация напрежение с въздушни включвания

които възникват в загубите на газ йонизация и tgδ започне да се увеличава рязко.

Според рязко увеличение на напрежение с tgδ може да се съди за наличието на газови включвания или кухини в твърда изолация. Фиг. 4.6 показва tgδ на приложеното напрежение. Когато напрежението U и започва йонизация газ в порите на твърда или газови включвания между слоеве на многослойна изолация. Както се вижда от фиг. 4.6 с U> U и тен делта значително

се увеличава. В напрежения над U 1. когато включванията газ вече йонизирани и енергия в процеса на йонизация вече не се консумира, TG намалява. Зависимост tgδ = F (U) се нарича кривата на йонизация. При високи честоти, и загуба на йонизация в газове се увеличава.

Йонизация на газ пълнене затворените пори в твърдата изолация, често води до унищожаване на изолация. Въздушни включвания или кухини могат да бъдат образувани например, в недостатъчно импрегниран влакнест изолационен или насипно пристъп на електроди на диелектрика. Газова кухини могат да се образуват по време на работа, в резултат на напукване на изолация под действието на механични сили, вибрации и високи температури. Наличието на включвания газове в йонизация поради ниската пропускливост на въздух диелектрик (ε R = 1) и ниска електрическа якост на въздух в сравнение със силата на твърда изолация. процес йонизация газ включвания се нарича непълна, непълно или частично освобождаване (съкратено PD). име CR идва от факта, че заустванията са локализирани в ограничена част от обема на изолация без достигане едновременно двата електрода. Йонизация на въздуха се придружава от образуване на озон и азотни оксиди, което причинява

постепенно химическо разграждане на органични изолация съдържащ газови включвания. Методът завършва с времето за завършване недостатъчност на изолацията.

На захранващите линии за високо напрежение йонизация на загуба на въздух от повърхността на проводници (корона ефект) на, намалява ефективността на линията.

Диелектрични загуби в неполярни течности проводимост причинени само ако течността не съдържа примеси дипол молекули. Проводимост неутрални чисти течности е изключително малък, така че малките и диелектрични загуби. Един пример ще бъде старателно почистен трансформаторно масло, tgδ чиито при 50 Hz, е около 0.001.

Диелектрични загуби в полярни течности, свързани с поляризация дипол релаксация. Дипол молекули след промяна в електрическо поле, се въртят в вискозна среда и да причинят загуба на електрическа енергия. Тези загуби далеч надхвърлят загубите, дължащи се на проводимост. Например, полярна течност sovol при честота от 50 Hz стойността на tgδ = 0,02.

Загубите в полярни течности са силно зависими от температурата, тъй като температурата се променя вискозитета на течността. Ако плътността на течността е достатъчно високо, молекулите нямат време да се проследи промяната на терена и дипол поляризацията на практика изчезва. Диелектрични загуби трябва да бъдат малки. Ако вискозитетът на течност е ниско и молекулната ориентация става без триене загуба на дипол също ще бъде малък. Когато средният загуби дипол на вискозитета могат да бъдат значителни и за определена стойност имат висок вискозитет.

Приложимо изкуство в течни диелектрици често са полярен или са смеси от неполярни и полярни вещества (например, маслени колофонови съединения). Фиг. 4.7 показва зависимостта на температурата на масло-колофон съединение, в два честотни стойности [1]. В друг мащаб, тези криви представляват температурната зависимост на диелектрични загуби П а.

Фиг. 4.7. В зависимост от температурата, при различни честоти за съединението масло колофон

С увеличаване на честотата tgδ максимални промени на по-висока температура. Това е така, защото високата честота изисква по-малка време за релаксация, необходимо за получаване на максимума на ъгъла на загубите и това трябва да бъде по-малък вискозитет, т.е. по-висока температура. Минималните стойности tgδ на фиг. 4.7 съответства на температурата, при която вискозитетът на течността става толкова малък, че ориентацията на диполи настъпва практически без триене. в този случай загубата е много малък. Tgδ допълнително увеличава с повишаване на температурата поради повишена електрическа проводимост. Той определя механизъм диелектрична загуба при повишени температури.

В зависимост разсейвана мощност P а и честотата на tgδ поляризация дипол релаксация е показано на фиг. 4.3b. Загубите се увеличи с честота, докато поляризацията е време да се проследи промяната на полето. Когато честотата е толкова високо, че молекулите на двуполюсни не разполагат с време, за да се съсредоточи изцяло в посока на областта, загубите са постоянни и tgδ пада.

Диелектрични загуби в твърди диелектрици зависи от диелектрик структура. Твърдите диелектрици може всички видове диелектрични загуби.

В случай на неполярни молекули, вещества, които имат не примес, електрически загуби са незначителни. Тези ди-

електротехниците включват неполярни полимери - полиетилен politetraftoretilen (PTFE - 4)., полистирен и т.н. Те се използват като високочестотни диелектрици.

Диелектрици с полярни молекули са предимно органични вещества. Те включват целулозни материали (хартия, картон), полярни полимери: полиметилметакрилат (органично стъкло), поливинил хлорид, полиамид (найлон), полиуретани, гумени материали (ебонит), фенолна смола (Bakelite), и други загуби на тези диелектрици същество. зависи от температурата (фиг. 4.3, а). В определени температури, както е установено в полярни течности максимални и минимални загуби. Увеличението на загуби след минималния се обяснява с увеличаване на загубите от чрез проводимост.

Диелектрични твърди загуба йонна структура, свързана с функцията на пакети йони в кристалната решетка. В кристалната структура на вещества с плътна опаковка на йони в отсъствието на примеси, които нарушават решетката, диелектричните загуби са изключително малки. В материали с насипно пакетиране на йоните наблюдавани релаксация поляризация, води до увеличаване на диелектрични загуби.

Диелектрични загуби на аморфни материали йонната структура - неорганични очила - са свързани с явлението поляризация и от присъствието на електропроводимостта. Последните обикновено се случва при температури от 50-100 ° С

Диелектрични загуби в фероелектричен материал е по-висока от тази на конвенционалните диелектрици.

Диелектрични загуби в твърди нехомогенна структура. Тези материали принадлежат към изолаторите, които включват най-малко два компонента с различни електрически свойства. Сред разнородни материали трябва да включва керамика, която е комплекс многофазна система и слюда като слоеста структура. К диелектрици нехомогенна структура също така се отнася импрегнирана хартия, която освен целулозни влакна, съдържа също и останалите импрегниращо незапълнени включванията на въздух по време на импрегнирането.

1. Какво е диелектрична загуба? Когато вече не е на AC или DC напрежение са?

2. Каква е връзката между коефициента на Q на резонансната верига

и диелектрични загуби допирателната (тен делта)?

3. Какви видове загуби съществуват в изолационни материали?

4. Като tgδ зависи от честотата, където загубата се дължи на диелектрична поляризация?

5. Как се честотата на tgδ когато диелектрик загубата вследствие на проводимостта през?

6. tgδ зависи от температурата, когато диелектрични загуби поради чрез проводимост и поляризация?

7. Как са загубите и tgδ диелектрични параметри на еквивалентната схема?

8. Какво е кривата на йонизация? Какво може да се съди по формата на кривата?

5. Dielectric Разбивка

5.1. За BSCHAYA характеристики на разбивката по феномен

А ielektrik докато в електрическо поле, запазва своите изолационни свойства, докато интензитетът на електрическото поле надвишава nekoto-

бодното критична стойност. Ако електрическото поле надвишава критичната стойност, изолатора губи своите изолационни свойства на материала. Този феномен е известен като диелектрик повреда или нарушение на неговото електрическо съпротивление. напрежение стойност, при която се диелектричната разграждането се нарича разпределението на напрежението. и съответната стойност на якостта на електрическо поле -

диелектрична якост.

Разбивка напрежение е обозначено с U PR и практика най-често се измерва в киловолта. Електрическа якост

където H - дебелината на диелектрика.

От практическа гледна точка, стойностите на диелектрична якост обикновено се изразяват в кВ / мм. Числени стойности на диелектрична якост се съхраняват в прехода

SI единици са 1 кВ / mm = 1 MV / m. Механизмът на диелектрична разбивка е различен в зависимост от състоянието на материята: газообразно, течно или твърдо.

разбивка газ се дължи на йонизация въздействие. Това явление е чисто електрически. Ето защо, всички числени данни за разпределението на газ се отнася до максималната (пикова) стойността на напрежението.

Течни диелектрични разбивка се появява в резултат на йонизация и термични процеси. Разпределението на твърди диелектрици може да бъде причинено от двете електрически същите термични процеси, протичащи под въздействието на полето. Феноменът на електрическа повреда поради електронните процеси в диелектрика, възникващи в силни електрически полета и да доведе до внезапно рязко увеличение на тока. Изолация разбивка е следствие от намаляване на съпротивлението на диелектрика под влиянието на топлина в електрическо поле, което води до увеличаване на активния ток и по-нататъшно повишаване на температурата до диелектрика на неговото термично унищожаване.

При продължително действие на дъга може да бъде причинено от електрохимичните процеси, които се случват в изолатора под влиянието на електрическо поле. Тъй като разрушаването на течни и твърди диелектрици играе важна роля термични процеси, в случая на приложения

Променливото напрежение изолатори за числените стойности на разпределението на напрежението, свързано с текущите стойности. Нека разгледаме една проба от газообразни, течни и твърди диелектрици.

5.2. P мантията ГАЗОВЕ

Външна изолация разширяването в много видове електрически дизайн е въздух. Електрическото силата на въздух при нормални условия (т = 0 20 ° С,

р = 0 760 часа. с.) е малък в сравнение със силата на най течни и твърди диелектрици и OL е E = 3.4 кВ / mm.

Във всеки от външни йонизатори газове, които X, пространство, топлинно излъчване, има малък размер на свободни такси: положителни и отрицателни йони и електрони. Тези свободни разходи, както и неутрални газови молекули са в неподредена движение топлина. Ако разликата газ за електрическо поле, таксите започват да се движат по посока на полето или в обратна посока в зависимост от знака на заряда. В този случай заредена частица газ придобива допълнителна енергия

където р - таксата, U λ - на напрежението в дължината на средната свободен път ДълЖината.

Ако полето е достатъчно единни, можем да сложим U X = E λ, където Е - напрегнатостта на полето. следователно

Когато заредена частица в движение сблъсква с неутрална молекула, допълнителната енергия на заредените частици на молекула, към които те се сблъскват. Ако тази енергия е достатъчно висока, настъпва възбуждане на атоми и молекули, свързани с преминаването на електроните в орбита отдалечената от сърцевината или дори йонизация на молекули, т.е. разделяне тях електрони и положителни йони състояние, определяне на възможността за йонизация се

W ≥ W и или екв λ ≥ W и.

Енергия W и включва топлинна енергия на движение, обикновено малък при нормална температура.

Енергията на йонизация обикновено се изразява по отношение на йонизация потенциал U И:

Следователно условието за йонизация може да се запише като:

Ур λ ≥ Чу и или E λ ≥ U И.

Потенциалът за йонизация на газове е в интервала от 4 до 25В, който съответства на йонизация енергията на 4-25 ЕГ. Тъй като стойностите на р и λ на предварително определени налягане газове и температурата е постоянна, йонизацията започва при определена сила на полето. Тази сила на полето Е е първоначалната интензивност. Тя може да се дефинира като:

Заместването в тази формула йонизация потенциал, ние виждаме, че електрона йонизира газови молекули, когато скоростта му на над 1000 км / ите.

Положителните йони в сблъсъка с неутрални частици газове, които се движат в електрическото поле не причинява тяхното йонизация. Процесът на йонизация присъстват само електрони. Това се дължи на факта, че електронът означава свободен път е по-голяма от тази, за йоните.

В някои случаи на електрона не може да бъде овърклокнат поле за йонизиране на молекулата, но само, за да го отведе до възбудено състояние. Следващия път, когато това се вълнувам молекула дава своя излишък на енергия под формата на радиация - излъчва фотон. Това фотон, движейки се по посока на полето се абсорбира

всяка друга молекула, която в този случай може да се йонизира. Това вътрешната фотон йонизация на газ поради високата скорост на резултатите разпространение в бързото развитие особено проводящ канал - серпентини. Съгласно този канал и изпълнението случи.

Фиг. 5.1 показва диаграма на освобождаване в процепа газ. От това става ясно защо растежа на знаменцата (проводящ канал) е по-бърз от популяризиране на електрон лавина. Фиг. 5.1 лавини показани като сенчеста конус и вълнообразни линии представляват пътя на фотони.

Фиг. 5.1. Размножаване на стримера в разпределението на газ

Във всеки конус газ духа йонизирани електрони. Отново разцепва електрони ускорени от областта, от своя страна, също йонизиран газ частици на срещани. По този начин, лавината увеличава броя на електроните, които се движат към анода. А броят на положителните йони се движат към катода.

В началото вълнообразни линии произтичат от атоми, които се задействат от електронен удар и тогава фотон. Преместването на скоростта на 300 хиляди. Km / с, фотон лавина изпревари на всяко място (в края на вълнообразна линия) е много по-напред от нарастващата лавина от йонизиращи частици на газ, който генерира нова лавина е далеч напред от първата лавина. По този начин, фотон, както очертава проводимост канал повишена газ, т.е. стример. Индивидуалните лавина наваксване помежду си и се сливат, образувайки непрекъснат канал йонизиран газ - плазмен разряд. Чрез този канал и има разпределение на празнина газ.

Едновременно с растежа на стримера, насочена от катода към анода на лавина започва образуването на насрещното поток от положително заредени частици, насочени към катода. Положителен освобождаване знаменца е плазма канал. Под влиянието на шоковете на положителните йони на катода, катод място излъчва електрони. В резултат на тези процеси и има газова проба. Обикновено, газ проба се извършва почти мигновено. разбивка Получаване Продължителност газ при дължина на празнина от 1 cm е 10 -7 до 10 -8 S. Благодарение на високата скорост на повреда газ с увеличаване разбивка променливо напрежение възниква, когато постигане на определена стойност не е валиден и амплитуда стойност. Когато синусоидална променливо напрежение ефективна стойност, измерена амплитудата на променливото напрежение се умножава с коефициент равен на 2. Ако синусоида напрежение не-синусоидална форма, е необходимо за директно измерване на амплитудата на напрежението. С малки честотни промени от 50 до 60 Hz електрическа якост на въздух не се променя. В прехода към по-високи честоти Е PR намалява с увеличаване на честотата на първо бързо, след това бавно, като достига минимум при честота от 1 MHz. Спадът на диелектрична якост, поради образуването на космически такси. С по-нататъшно увеличаване на честотата E OL отново започва да се увеличава, тъй като времето за половин цикъл е много малка извадка трудно.

Колкото по-високо напрежение,