Kāda ir dielektriskā dielektriskā izturība? Mēģināsim izprast šo terminu, noteikt šī rādītāja pazīmes.
Definīcijas
Dielektriķi ir vielas, kas slikti vai pilnībā nevada elektrību. Blīvuma vērtība šādā vielā lādiņu nesēju (elektronu) nepārsniedz 108 gabalus uz kubikcentimetru. Elektrisko izolācijas materiālu galvenā īpašība ir to spēja polarizēties ārējā laukā. Pie dielektriķiem pieder gāzveida vielas, dažādi sveķi, stikls un polimēru materiāli. Ķīmiski tīrais izolators ir ūdens.
Dielektriskās īpašības
Šajā grupā ietilpst piroelektriskie, feroelektriskie, relaksori, pjezoelektriskie elementi. Šādu materiālu pasīvās un aktīvās īpašības tiek aktīvi izmantotas mūsdienu tehnoloģijās, tāpēc mēs pie tām pakavēsimies sīkāk.
Izolatoru pasīvās īpašības ir spēkā, ja tos izmanto parastajos kondensatoros.
Elektroizolācijas materiāli ir dielektriķi, kas nepieļauj elektrisko lādiņu zudumu. Ar to palīdzību ir iespējams atdalīt elektriskās ķēdes vienu no otras, ierīču daļas no vadošajām daļām. Šādās situācijāscaurlaidībai nav īpašas lomas.
Aktīvie (vadāmie) dielektriķi ir piroelektriķi, feroelektriķi, elektroluminofori, materiāli slēģiem un izstarotājiem lāzertehnoloģijā.
Pieprasījums pēc dielektriskiem materiāliem katru gadu pieaug. Iemesls ir rūpniecības uzņēmumu un komerciestāžu kapacitātes pieaugums.
Turklāt pieaugušais pieprasījums pēc dielektriķiem skaidrojams ar sakaru un dažādu elektroierīču skaita pieaugumu.
Tehnoloģijā īpaši svarīga ir izolatoru elektriskā izturība, kas saistīta ar molekulu un atomu izvietojumu kristāliskajā režģī.
Klasifikācija
Atšķirīgos apstākļos dielektriskajam materiālam var būt dažādas izolācijas īpašības, kas nosaka tā pielietojuma jomu. Piemēram, dielektriskā izturība mainās līdz ar temperatūru.
Atkarībā no struktūras izšķir organiskos un neorganiskos elektroizolācijas materiālus.
Attīstoties elektrorūpniecībai, attīstījās arī dielektrisko materiālu ražošana no minerāliem. Tehnoloģija pēdējā laikā ir tik daudz pilnveidojusies, ka ir bijis iespējams ievērojami samazināt ražošanas izmaksas, kā rezultātā minerālu dielektriķi ir aizstājuši ķīmiskos un dabiskos materiālus.
Minerālie dielektriskie materiāli
Šādi savienojumi ietver:
- Uzstādīšana, sārma lampa,kondensatora stikli, kas sastāv no dažādu oksīdu maisījuma. Izgatavojot alumīnija, kalcija, silīcija oksīdus, materiāla elektriskā izturība palielinās.
- Stikla emaljas ir materiāli, kuros uz metāla virsmas tiek uzklāts plāns emaljas slānis.
- Gaismas vadotnes, kas ir īpašs gaismu vadošas stikla šķiedras veids.
- Keramikas izstrādājumi.
- Mica.
- Azbests.
Neskatoties uz tik dažādajiem elektroizolācijas materiāliem, ne vienmēr ir iespējams nomainīt vienu dielektriķi ar citu.
Izolācijas elektriskā izturība ir svarīga īpašība, taču tā nav vienīgā lieta, kam jāpievērš uzmanība, izvēloties šādus materiālus.
Īpaša uzmanība tiek pievērsta arī termiskajām, mehāniskajām, citām fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām, tostarp dažāda veida apstrādes iespējām, izmaksām, materiālu pieejamībai.
Izolācijas elektriskās stiprības pārbaude tiek veikta, lai nodrošinātu maksimālu instrumentu un ierīču darbības drošību.
Elektroizolējošās naftas eļļas
Transformatoru eļļai, ko izmanto spēka transformatoros, elektrotehnikā ir maksimālais sadalījums starp šķidrajiem izolācijas materiāliem. Tie aizpilda poras šķiedru izolācijā, attālumu starp tinumiem, palielina izolācijas dielektrisko izturību, veicina siltuma noņemšanu. Turklāt transformatoru eļļu aktīvi izmanto augstsprieguma eļļas slēdžos. Šādās ierīcēs starp atšķirīgiemslēdža kontakti pārtrauc elektrisko loku, kā rezultātā loka kanāls ātri atdziest un nodziest. Naftas minerālu elektroizolācijas eļļu iegūšanai tiek izmantota eļļa, veicot tās pakāpenisku destilāciju ar fāzu frakcijas atdalīšanu katrā posmā un detalizētu attīrīšanu no piemaisījumiem ar sērskābi, kam seko mazgāšana un žāvēšana.
Šādas eļļas elektriskā izturība ir vērtība, kas ir ļoti jutīga pret mitrumu. Pat ar nelielu ūdens piejaukumu eļļā tiek novērots ievērojams šī fiziskā daudzuma samazinājums. Elektriskā lauka iedarbībā emulģēta ūdens pilieni tiek iesūkti vietās, kur lauka intensitātei ir maksimālā vērtība, kā rezultātā veidojas sabrukums.
Strauji samazinoties eļļas elektriskajai stiprībai, tajā ir ne tikai ūdens molekulas, bet arī šķiedru piemaisījumi. Tie absorbē ūdeni, kas būtiski ietekmē šķidrā dielektriķa elektriskās īpašības.
Kabeļu eļļas
Tos izmanto elektrisko strāvas kabeļu ražošanā. Ja to papīra izolācija ir piesūcināta ar eļļām, siltuma zudumu noņemšana palielinās.
Ir dažādi kabeļu eļļas veidi. Piemēram, alumīnija un svina apvalku strāvas kabeļu impregnēšanai tiek izmantota KM-25 markas eļļa, kuras kinemātiskā viskozitāte ir vismaz 23 milimetri sekundē, sastingšanas temperatūra nepārsniedz 1000 grādus. Lai palielinātu eļļas viskozitāti, tai pievieno kolofoniju vaisintētiskais biezinātājs.
Pirms dielektriķa izmantošanas pārbaudiet izolācijas dielektrisko izturību.
Šķidri sintētiskie dielektriķi
Šie elektroizolācijas materiāli dažos aspektos ir pārāki par naftas eļļām. Viņiem ir tendence uz elektrisko novecošanos, kas negatīvi ietekmē īpašības paaugstinātas intensitātes elektriskā lauka ietekmē.
Lai risinātu šo problēmu, kondensatori ir piesūcināti ar polāru šķidru dielektriķi.
Elektriskās stiprības pārbaude ir obligāts pasākums, lai izvēlētos visefektīvāko izolatora veidu.
Hlorētie ogļūdeņraži
Tos iegūst no dažādiem ogļūdeņražiem, aizstājot vienu vai vairākus ūdeņraža atomus ar hloru. Visizplatītākais šādu dielektriķu veids ir hlorēts bifenils. Tam ir augsta viskozitāte, galvenās īpašības atbilst GOST. Šī izolatora elektriskā izturība ir lielāka nekā citām nepolārajām naftas eļļām, tāpēc, to lietojot, kondensatora tilpums samazinās gandrīz uz pusi. Starp hlorēto bifenilu priekšrocībām mēs izceļam to neuzliesmojamību, savukārt trūkumi ir toksicitāte un augstās izmaksas.
Starp lētiem sadzīves materiāliem ar izcilām izolācijas īpašībām mēs izceļam izobutēna un tā izomēru (oktola) maisījumu, kas iegūts eļļas plaisāšanas rezultātā.
Dabīgie izolatori
Kolfonija,kas ir trausli sveķi, kas iegūti no sveķiem, satur organiskās skābes savā sastāvā. Tas labi šķīst naftas eļļās un tiek izmantots kā blīvēšanas un impregnēšanas kabeļu savienojumi.
Plāns augu eļļas slānis, nokrītot uz materiāla virsmas, veido plānu kārtiņu, palielinot detaļas izolācijas īpašības.
Elektriskās stiprības zuduma cēloņi
Tajos dielektriķos, kurus izmanto praksē, ir bezmaksas maksas. Elektroniem kustoties, palielinās elektriskā vadītspēja. Tā kā lādiņu ir maz, izolatori veiksmīgi iztur šo pārbaudi. Izolatoru elektriskā izturība nosaka galvenās to rūpnieciskā pielietojuma jomas.
Izolācija ir nepieciešama strāvas izolācijai, temperatūras kontrolei, elektriskā lauka intensitātei, citām ierīcēm un ierīcēm piemītošajām īpašībām.
Ja pjezoelektriski izmanto kā dielektriķi kondensatorā, tas maina lineāros raksturlielumus mainīga sprieguma ietekmē, pārvēršas par ultraskaņas vibrāciju ģeneratoru.
Secinājums
Radioelektronisko un elektrisko iekārtu darbības tehnoloģija un īpatnības nosaka dažādas prasības dielektrisko materiālu parametriem.
Izolatoriem, ko izmanto praktiskiem nolūkiem, ir maz elektronu tilpumā, tāpēc pie pastāvīga sprieguma tie izlaiž minimālo strāvu, ko sauc par noplūdes strāvu.
Ja spriegums palielinās,uzliekot izolācijai, lauka intensitātes vērtība dielektrikā pārsniegs noteiktu vērtību, izolators zaudēs elektriskās izolācijas īpašības.
Caurstrāva, kas plūst caur izolatoru, palielinās un tā pretestība samazinās, izraisot elektrodu īssavienojumu.
Šo parādību sauc par dielektrisko sadalījumu. Gadījumā, ja dielektriķim pievadītais spriegums sasniedz kritisko vērtību, tiek novērots straujš caurejošās strāvas pieaugums, samazinās spriegums uz elektrodiem, neatgriezenisku izmaiņu rezultātā samazinās izolatora elektriskā pretestība.
Atkarībā no jaudas un enerģijas izolācijas parametriem pēc bojājuma rodas dzirkstele, kas izraisa kušanu, degšanu, plaisāšanu un citas izmaiņas gan dielektrikā, gan elektrodos.
Pareizi izvēloties elektroizolācijas materiālus, varat nodrošināt nevainojamu elektroierīču un tehnisko ierīču darbību.
