Градирование изоляции. Классификация диэлектриков

Практическое значение диэлектрической проницаемости очень велико. Она определяет не только способность материала образовывать электроемкость, но и входит в ряд основных уравнений, которые характеризуют физические процессы, протекающие в диэлектрике.       

Значение диэлектрической проницаемости важно знать для расчетов многослойных диэлектриков. Напряженность электрического поля в слоях и напряжение на них определяются следующим образом:

             (1.3.1)

 

                   (1.3.2)

где h₁, h₂ – толщина слоев диэлектрика; e₁, e₂ – диэлектрическая проницаемость материала диэлектрика; Е₁ , Е₂ – напряженность поля в слоях; U₁ , U₂ – напряжение, приложенное к слоям; U – полное напряжение между обкладками конденсатора.

Слои диэлектрика с большей диэлектрической проницаемостью стремятся “разгрузиться” и переложить часть электрического напряжения на слои с меньшей диэлектрической проницаемостью. Особенно в тяжелых условиях оказывается воздушная прослойка между двумя слоями изоляции. Благодаря малой проницаемости и малой электрической прочности газов в них возникают частичные разряды. Кроме того, в многослойном цилиндрическом конденсаторе поле оказывается резко неоднородным. Поэтому в неравномерном поле для уменьшения электрической нагрузки электроизоляционных материалов в места с наибольшим электрическим напряжением следует помещать материалы с наибольшей диэлектрической проницаемостью. Такой метод называется градированием изоляции. В этом случае порядок слоев влияет на значение электрической напряженности в отдельных слоях. Чтобы получить наиболее выгодное распределение электрической напряженности, нужно помещать во внутренние слои многослойного цилиндрического конденсатора диэлектрики с большой проницаемостью.

Диэлектрики по виду поляризации делятся на четыре группы.

1) Первую группу составляют однокомпозиционные, однородные, чистые без добавок, диэлектрики, в которых наблюдается в основном электронная и ионная поляризация. К ним относятся неполярные и слабополярные твердые диэлектрики в кристаллическом или аморфном состоянии, а также неполярные и слабополярные жидкости и газы. Для таких материалов:

                          .                     (1.3.3)

2) Вторую группу составляют технические диэлектрики с электронной, ионной и одновременно с дипольно-релаксационной поляризацией. К ним относятся полярные (дипольные) органические полужидкие и твердые вещества, например масляноканифольные компаунды, целлюлоза, эпоксидные смолы и композиционные материалы, составленные из этих веществ. Для них:

                         (1.3.4)
    3) Третью группу составляют технические диэлектрики с ионной и электронно-релаксационной поляризациями. К таким материалам относятся в основном вещества с ионной кристаллической решеткой, а так же материалы, содержащие стекловидную фазу:

(1.3.5)

 4) Четвертую группу составляют сегнетоэлектрики, в которых наблюдаются спонтанная, электронная, ионная, электронно-релаксационная, ионно-релаксационная поляризации, а также миграционная или высоковольтная для композиционных, сложных и слоистых материалов, для которых:

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: