Ποια είναι η διηλεκτρική ισχύς ενός διηλεκτρικού; Ας προσπαθήσουμε να κατανοήσουμε αυτόν τον όρο, να προσδιορίσουμε τα χαρακτηριστικά αυτού του δείκτη.
Ορισμοί
Τα διηλεκτρικά είναι ουσίες που δεν αγώγουν καλά ή πλήρως τον ηλεκτρισμό. Η τιμή της πυκνότητας σε μια τέτοια ουσία φορέων φορτίου (ηλεκτρόνια) δεν υπερβαίνει τα 108 τεμάχια ανά κυβικό εκατοστό. Το κύριο χαρακτηριστικό των ηλεκτρικών μονωτικών υλικών είναι η ικανότητά τους να πολώνονται σε εξωτερικό πεδίο. Τα διηλεκτρικά περιλαμβάνουν αέριες ουσίες, διάφορες ρητίνες, γυαλί και πολυμερή υλικά. Ο χημικά καθαρός μονωτήρας είναι το νερό.
Διηλεκτρικά Χαρακτηριστικά
Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει πυροηλεκτρικά, σιδηροηλεκτρικά, χαλαρωτικά, πιεζοηλεκτρικά. Οι παθητικές και ενεργητικές ιδιότητες τέτοιων υλικών χρησιμοποιούνται ενεργά στη σύγχρονη τεχνολογία, επομένως θα σταθούμε σε αυτές με περισσότερες λεπτομέρειες.
Οι παθητικές ιδιότητες των μονωτών ισχύουν όταν χρησιμοποιούνται σε συμβατικούς πυκνωτές.
Τα ηλεκτρικά μονωτικά υλικά είναι διηλεκτρικά που δεν επιτρέπουν την απώλεια ηλεκτρικών φορτίων. Με τη βοήθειά τους, είναι δυνατό να διαχωριστούν ηλεκτρικά κυκλώματα μεταξύ τους, μέρη συσκευών από αγώγιμα μέρη. Σε τέτοιες καταστάσειςη επιτρεπτότητα δεν έχει ιδιαίτερο ρόλο.
Τα ενεργά (ελεγχόμενα) διηλεκτρικά είναι πυροηλεκτρικά, σιδηροηλεκτρικά, ηλεκτροφωταύγεια, υλικά για παντζούρια και εκπομπές στην τεχνολογία λέιζερ.
Η ζήτηση για διηλεκτρικά υλικά αυξάνεται κάθε χρόνο. Ο λόγος είναι η αύξηση της ικανότητας των βιομηχανικών επιχειρήσεων και των εμπορικών ιδρυμάτων.
Επιπλέον, η αυξημένη ζήτηση για διηλεκτρικά μπορεί να εξηγηθεί από την αύξηση του αριθμού των επικοινωνιών και των διαφόρων ηλεκτρικών συσκευών.
Στην τεχνολογία, η ηλεκτρική αντοχή των μονωτών έχει ιδιαίτερη σημασία, που σχετίζεται με τη διάταξη των μορίων και των ατόμων στο κρυσταλλικό πλέγμα.
Ταξινόμηση
Υπό διαφορετικές συνθήκες, το διηλεκτρικό υλικό μπορεί να παρουσιάσει διαφορετικά μονωτικά χαρακτηριστικά, γεγονός που καθορίζει το εύρος της εφαρμογής του. Για παράδειγμα, η διηλεκτρική ισχύς αλλάζει με τη θερμοκρασία.
Ανάλογα με τη δομή διακρίνονται τα οργανικά και τα ανόργανα ηλεκτρικά μονωτικά υλικά.
Καθώς αναπτύχθηκε η ηλεκτρική βιομηχανία, το ίδιο αναπτύχθηκε και η παραγωγή διηλεκτρικών υλικών από ορυκτά. Η τεχνολογία βελτιώθηκε πρόσφατα τόσο πολύ που κατέστη δυνατό να μειωθεί σημαντικά το κόστος παραγωγής, με αποτέλεσμα τα ορυκτά διηλεκτρικά να έχουν αντικαταστήσει τα χημικά και φυσικά υλικά.
Ορυκτά διηλεκτρικά υλικά
Τέτοιες ενώσεις περιλαμβάνουν:
- Εγκατάσταση, αλκαλική, λάμπα,γυαλιά πυκνωτών, που αποτελούνται από ένα μείγμα διαφορετικών οξειδίων. Όταν φτιάχνουμε οξείδια αλουμινίου, ασβεστίου, πυριτίου, η ηλεκτρική αντοχή του υλικού αυξάνεται.
- Τα γυάλινα σμάλτα είναι υλικά στα οποία εφαρμόζεται ένα λεπτό στρώμα σμάλτου σε μια μεταλλική επιφάνεια.
- Οδηγοί φωτός, που είναι ένας ειδικός τύπος φωτοαγώγιμου υαλοβάμβακα.
- Κεραμικά είδη.
- Μίκα.
- Asbestos.
Παρά την ποικιλία ηλεκτρικών μονωτικών υλικών, δεν είναι πάντα δυνατή η αντικατάσταση ενός διηλεκτρικού με ένα άλλο.
Η ηλεκτρική αντοχή της μόνωσης είναι μια σημαντική ιδιότητα, αλλά δεν είναι το μόνο πράγμα που πρέπει να προσέχετε όταν επιλέγετε τέτοια υλικά.
Ιδιαίτερη προσοχή δίνεται επίσης στις θερμικές, μηχανικές, άλλες φυσικές και χημικές ιδιότητες, συμπεριλαμβανομένης της ικανότητας για διάφορους τύπους επεξεργασίας, του κόστους, της διαθεσιμότητας υλικών.
Ο έλεγχος της ηλεκτρικής αντοχής της μόνωσης πραγματοποιείται προκειμένου να διασφαλιστεί η μέγιστη ασφάλεια της λειτουργίας των οργάνων και συσκευών.
Ηλεκτρομονωτικά λάδια πετρελαίου
Λάδι μετασχηματιστή, που χρησιμοποιείται για μετασχηματιστές ισχύος, έχει τη μέγιστη κατανομή στην ηλεκτρική μηχανική μεταξύ υγρών μονωτικών υλικών. Γεμίζουν τους πόρους στην ινώδη μόνωση, την απόσταση μεταξύ των περιελίξεων, αυξάνει τη διηλεκτρική αντοχή της μόνωσης, προάγει την απομάκρυνση της θερμότητας. Επιπλέον, το λάδι μετασχηματιστή χρησιμοποιείται ενεργά σε διακόπτες κυκλώματος λαδιού υψηλής τάσης. Σε τέτοιες συσκευές, μεταξύ αποκλίνουσεςοι επαφές του διακόπτη σπάζουν το ηλεκτρικό τόξο, με αποτέλεσμα το κανάλι τόξου να ψύχεται και να σβήνει γρήγορα. Για τη λήψη ορυκτών πετρελαιοειδών ηλεκτρικών μονωτικών ελαίων, χρησιμοποιείται λάδι, πραγματοποιώντας σταδιακή απόσταξη με σταδιακό διαχωρισμό ενός κλάσματος σε κάθε στάδιο και λεπτομερή καθαρισμό από ακαθαρσίες με θειικό οξύ, ακολουθούμενο από πλύσιμο και στέγνωμα.
Η ηλεκτρική αντοχή ενός τέτοιου λαδιού είναι μια τιμή που είναι πολύ ευαίσθητη στην υγρασία. Ακόμη και με μια ελαφρά πρόσμιξη νερού στο λάδι, παρατηρείται σημαντική μείωση αυτής της φυσικής ποσότητας. Κάτω από τη δράση ενός ηλεκτρικού πεδίου, σταγονίδια γαλακτωματοποιημένου νερού έλκονται σε εκείνα τα μέρη όπου η ένταση του πεδίου έχει μέγιστη τιμή, ως αποτέλεσμα της οποίας αναπτύσσεται διάσπαση.
Με απότομη μείωση της ηλεκτρικής αντοχής του λαδιού, περιέχει όχι μόνο μόρια νερού, αλλά και ινώδεις ακαθαρσίες. Απορροφούν νερό, το οποίο επηρεάζει σημαντικά τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά του υγρού διηλεκτρικού.
Λάδια καλωδίων
Χρησιμοποιούνται στην παραγωγή ηλεκτρικών καλωδίων. Όταν η χάρτινη μόνωση τους είναι εμποτισμένη με λάδια, η αφαίρεση των απωλειών θερμότητας αυξάνεται.
Υπάρχουν διαφορετικοί τύποι λαδιών καλωδίων. Για παράδειγμα, για τον εμποτισμό καλωδίων τροφοδοσίας από αλουμίνιο και περιβλήματα μολύβδου, χρησιμοποιείται λάδι της μάρκας KM-25, το οποίο έχει κινηματικό ιξώδες τουλάχιστον 23 χιλιοστά ανά δευτερόλεπτο, σημείο ροής όχι μεγαλύτερο από 1000 μοίρες. Για να αυξηθεί το ιξώδες του λαδιού, προστίθεται κολοφώνιο σε αυτό ήσυνθετικό πυκνωτικό.
Πριν χρησιμοποιήσετε ένα διηλεκτρικό, δοκιμάστε τη διηλεκτρική αντοχή της μόνωσης.
Υγρά συνθετικά διηλεκτρικά
Αυτά τα ηλεκτρικά μονωτικά υλικά είναι ανώτερα από ορισμένες απόψεις από τα λάδια πετρελαίου. Έχουν τάση για ηλεκτρική γήρανση, η οποία επηρεάζει αρνητικά τις ιδιότητες υπό την επίδραση ενός ηλεκτρικού πεδίου αυξημένης έντασης.
Για να αντιμετωπίσετε αυτό το πρόβλημα, οι πυκνωτές εμποτίζονται με ένα πολικό υγρό διηλεκτρικό.
Ο έλεγχος της ηλεκτρικής αντοχής είναι ένα υποχρεωτικό μέτρο για την επιλογή του πιο αποτελεσματικού τύπου μονωτή.
Χλωριωμένοι υδρογονάνθρακες
Λαμβάνονται από διάφορους υδρογονάνθρακες αντικαθιστώντας ένα ή περισσότερα άτομα υδρογόνου με χλώριο. Ο πιο κοινός τύπος τέτοιων διηλεκτρικών είναι το χλωριωμένο διφαινύλιο. Έχει υψηλό ιξώδες, έχει τα κύρια χαρακτηριστικά που αντιστοιχούν στο GOST. Η ηλεκτρική αντοχή αυτού του μονωτή είναι υψηλότερη από άλλα μη πολικά λιπαντικά πετρελαίου, επομένως, όταν χρησιμοποιείται, ο όγκος του πυκνωτή σχεδόν μειώνεται στο μισό. Μεταξύ των πλεονεκτημάτων των χλωριωμένων διφαινυλίων, επισημαίνουμε την άκαυσή τους και τα μειονεκτήματα είναι η τοξικότητα και το υψηλό κόστος.
Μεταξύ φθηνών οικιακών υλικών με εξαιρετικά μονωτικά χαρακτηριστικά, ξεχωρίζουμε ένα μείγμα ισοβουτενίου και των ισομερών του (οκτόλη), που λαμβάνεται ως αποτέλεσμα πυρόλυσης λαδιού.
Φυσικοί μονωτές
Κολοφώνιο,η οποία είναι μια εύθραυστη ρητίνη που λαμβάνεται από ρητίνη, περιέχει οργανικά οξέα στη σύνθεσή της. Διαλύεται καλά σε λάδια πετρελαίου και χρησιμοποιείται ως στεγανοποιητικά και εμποτιστικά υλικά καλωδίων.
Ένα λεπτό στρώμα φυτικού ελαίου, που πέφτει στην επιφάνεια του υλικού, σχηματίζει ένα λεπτό φιλμ, αυξάνοντας τα μονωτικά χαρακτηριστικά του εξαρτήματος.
Αιτίες απώλειας ηλεκτρικής ισχύος
Σε αυτά τα διηλεκτρικά που χρησιμοποιούνται στην πράξη, υπάρχουν δωρεάν χρεώσεις. Καθώς τα ηλεκτρόνια κινούνται, η ηλεκτρική αγωγιμότητα αυξάνεται. Δεδομένου ότι υπάρχουν λίγες χρεώσεις, οι μονωτές περνούν με επιτυχία αυτή τη δοκιμή. Η ηλεκτρική αντοχή των μονωτών καθορίζει τους κύριους τομείς της βιομηχανικής τους εφαρμογής.
Η μόνωση είναι απαραίτητη για την μόνωση ρεύματος, τον έλεγχο θερμοκρασίας, την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου, άλλα χαρακτηριστικά που έχουν οι συσκευές και οι συσκευές.
Εάν ένα πιεζοηλεκτρικό χρησιμοποιείται ως διηλεκτρικό σε έναν πυκνωτή, αλλάζει τα γραμμικά του χαρακτηριστικά υπό την επίδραση εναλλασσόμενης τάσης, μετατρέπεται σε γεννήτρια υπερηχητικών δονήσεων.
Συμπέρασμα
Η τεχνολογία και τα χαρακτηριστικά λειτουργίας του ραδιοηλεκτρονικού και ηλεκτρικού εξοπλισμού καθορίζουν διαφορετικές απαιτήσεις για τις παραμέτρους των διηλεκτρικών υλικών.
Οι μονωτές που χρησιμοποιούνται για πρακτικούς σκοπούς έχουν λίγα ηλεκτρόνια στον όγκο τους, επομένως σε σταθερή τάση περνούν ένα ελάχιστο ρεύμα, που ονομάζεται ρεύμα διαρροής.
Αν αυξηθεί η τάση,Εφαρμόζεται στη μόνωση, η τιμή της έντασης πεδίου στο διηλεκτρικό θα υπερβεί μια ορισμένη τιμή, ο μονωτήρας θα χάσει τα ηλεκτρικά μονωτικά χαρακτηριστικά του.
Το διαμπερές ρεύμα που ρέει μέσω του μονωτήρα αυξάνεται και η αντίστασή του μειώνεται, προκαλώντας βραχυκύκλωμα των ηλεκτροδίων.
Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται διηλεκτρική διάσπαση. Στην περίπτωση που η τάση που εφαρμόζεται στο διηλεκτρικό φτάσει σε μια κρίσιμη τιμή, παρατηρείται απότομη αύξηση του ρεύματος διέλευσης, η τάση στα ηλεκτρόδια μειώνεται, ως αποτέλεσμα μη αναστρέψιμων αλλαγών, μειώνεται η ηλεκτρική αντίσταση του μονωτή.
Ανάλογα με τις παραμέτρους της ισχύος και της ενεργειακής απομόνωσης, εμφανίζεται ένας σπινθήρας μετά από μια βλάβη, η οποία οδηγεί σε τήξη, καύση, ρωγμές και άλλες αλλαγές τόσο στο διηλεκτρικό όσο και στα ηλεκτρόδια.
Με τη σωστή επιλογή ηλεκτρικών μονωτικών υλικών, μπορείτε να εξασφαλίσετε την ομαλή λειτουργία των ηλεκτρικών συσκευών και τεχνικών συσκευών.
