КАТЕГОРИИ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) П Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военно дело (14632) Висока технологиите (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къщи- (47672) журналистика и SMI- (912) Izobretatelstvo- (14524) на външните >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) История- (13644) Компютри- (11121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) култура (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23,702) Matematika- (16,968) инженерно (1700) медицина-(12,668) Management- (24,684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образование-(11,852) защита truda- (3308) Pedagogika- (5571) п Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) oligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97182) от промишлеността (8706) Psihologiya- (18,388) Religiya- (3217) с комуникацията (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) спортно-(42,831) Изграждане, (4793) Torgovlya- (5050) превозът (2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596 ) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Telephones- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно (12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

Лекция 1.3.6. диелектрик разбивка




Изолатор докато електрическо поле, може да загуби свойства на електрически изолационен материал, ако силата на полето превишава някои критична стойност, когато прекъсване молекулни връзки. Този феномен е известен като диелектрик повреда или нарушение на неговото електрическо съпротивление; Напрежението при което настъпва диелектрик разбивка се нарича разпределението на напрежението, и стойността на електрическото поле, съответстващ на разпределението на напрежението, - диелектрична якост. Разпределение (дълга или къса) на диелектрични води до загуба на диелектрични свойства и образуване на канал с висока електрическа проводимост. Диелектрична якост определя разбивка напрежение, по дебелината на изолационната разграждането на място. Като правило, разпределението на напрежението се измерва в киловолта.

E AVE = U PR / ч, (52)

където Е PR - диелектрична якост, кв / m; U PR - на разпределението на напрежението, Кв; ч - дебелината на изолационната разграждането на мястото на м.

На практика често се използват стойности разпределението на напрежението, изразени в megavolts киловолта или волта. Тогава електрическа якост Е права ще бъде изразена като 1 MV / m = 1 кВ / mm = 10 6 V / m.

Разпределение на газообразни или течни диелектрици различни от повреда в твърди диелектрици, че по силата на мобилността на частиците след отстраняване на напрежението удари диелектричната разликата напълно възстановява неговите диелектрични свойства, т.е. първоначалната стойност на разпределението на напрежението U, и т.н., при условие, че продължителността и степента на електрическата дъга не са толкова големи, че да причини необратими промени в диелектрик или проводящи части на устройството.

В повечето случаи увеличаване на дебелината Н диелектрик е намалена, и U PR увеличава нелинейно. За надеждна работа на диелектрик в цялата стойност приложения работно напрежение U роб трябва да бъде значително по-малко от авариралата U PR. Прав съотношение U / U фактор, наречен роб склад диелектрична якост. Диелектрична якост високи диелектрични твърди вещества, обикновено е по-висока от диелектрична якост на течни и газообразни диелектрици. Ето защо, ако разстоянието между най-близките точки на електродите на повърхността на твърдата изолация на разстояние малко по-голям от обема на изолацията, увеличава напрежението предимно разгражда не изолация и дъга настъпва - изолация се припокриват, т.е. съседен на отговорност в твърд изолационен слой диелектрик газ, като въздух (припокриване порцеланови изолатори).

Физическа природа разграничат няколко типа диелектрик повреда, основните от тях са следните:



- Electric;

- електротермично;

- електромеханично;

- електрохимична;

- йонизация.

четири вида разбивка е ясно изразени за твърди диелектрици:

Като цяло, чисто електрически разграждането е директно разрушаване на структурата на диелектричната силата на електричното поле, действащо от електрически заредени частици от диелектричен; тя се развива почти мигновено. Ето защо, ако пробата не се състоя веднага след прилагане на електрическо поле на диелектрик, тя трябва да издържа на това поле за дълго време. Изключение е напрежението U да контя разбивка напрежение продължително излагане нарича импулс имп коефициент K за дадена изолация

За имп = U контя / U prdl. (53)

коефициент импулс зависи от вида на изолационния материал, форма и размери на диелектрика. За газове К импулси в нехомогенни поле е по-голям при равни други условия.

Electrothermal проба (топлинна) изолация, свързани с нагряване в електрическо поле и диелектрични загуби. Развитие на топлинна повреда е както следва: когато потенциална разлика в електродите (например, Urab) в диелектрик освободен загубата на топлина, температурата се повишава, увеличаване на загуба, и процесът продължава, докато диелектрик не oplavitsya или случи му карбонизация (в зависимост от от термопластичен или термореактивен материал) и собствен диелектрична якост спад до такава стойност, че диелектрик разбивка случи. Термично разбивка, както и електрически и може да бъде локално. Ако специфичната проводимост на диелектричната и нисък коефициент температура Т в д е малка, тогава за добри условия за разсейване на топлината в околното пространство е установено термично равновесие между еволюира в диелектрика и разсейва топлина в околната среда, и дълго изолатор ще бъде управляван в даден напрежение. Когато топлинна разбивка U PR зависи от честотата на приложеното напрежение намалява в значителни честоти и като намалява с повишаване на температурата.

Електромеханична разбивка придружава от механично разрушаване и образуването на микропукнатини поради електрическото поле на електродите и механично налягане.

Електромеханична разбивка - бавно развитие на външен вид повреда, причинена от химическа промяна в материала от електрическо поле. Този процес често е свързана със застаряването на диелектрик и е необратимо, особено в областта на дефект.

разбивка йонизация дължи на действието на диелектричните химически агресивни вещества, пори, оформен в диелектрик газ в частични разряди в газа, както и ерозия на диелектрика на газ йони интерфейс порите.

Разбивка на Газове - обща повреда, защото в много електронни уреди, електропроводи външна изолация е въздух или всеки газ. разпадни газ явления, предизвикани от удар и фотон йонизация. Електрическото съдържание на въздуха е ниска в сравнение с течни и твърди диелектрици. разбивка газ явление зависи от степента на хомогенност на областта, в която пробата.

На малки разстояния между електродите от порядъка на няколко микрона, силата на електрически газ силно увеличава. Това се дължи на факта, че поради малкото разстояние на процеса на йонизация се усложнява и йонизация се случва на по-високо напрежение. Експериментално установено, че разпределението на напрежението на натиск на газове е пропорционална на продукт Р на електрод разстояние з (при Т = конст). Тази връзка се нарича закона Paschen и илюстрирано от графиката на фигура 13

Фигура 13 - Зависимостта на електрическото съпротивление на въздуха от разстоянието между

електроди в единна област.

Течни диелектрични разбивка настъпва при по-висока, отколкото в разбивка газ стойности на напрежението, при равни други условия. Подобрена електрическа якост на изолационната течност поради значително по-ниска означава свободен път на електроните в течности, отколкото в газове. Разпределение течности могат да бъдат свързани с включвания газ, който причинява йонизация на газ и течност локално прегряване, което води до образуването на преминаването на газ в него. Водата в изолатора също значително намалява електрическата якост. Диелектрична якост сух трансформаторно масло не зависи от температура при започване на светлина масло фракция се изпарява, образуващи газови мехурчета в течността. Изисквания за izolyatsionnymmaslam, нормализиране на всички примеси в маслото. В сухо масло E S = 20-25 MV / m, докато маслото се използва преди, и т.н. Е = 4 - 5 MV / m. За повторно използване на маслото се подлага на регенерация.

Разпределението на твърди диелектрици може да бъде всеки от четири типа, в зависимост от естеството на електрическото поле, диелектричната структура, наличието на дефекти, условия на охлаждане и времето на излагане на стрес. Електрически разбивка макроскопски хомогенни твърди диелектрици - е чисто електронен път повреда от които около десет милисекунди, не се дължи на топлинна енергия. Чисто се наблюдава електрическа повреда, когато изключи ефекта на електрическата проводимост и диелектрична загуба и не йонизация на газови включвания. Такова разпределение се наблюдава в алкални халогенни единични кристали на съединенията и някои полимери. В този случай, E AVE = 100 MV / m и повече. За хомогенни материали стойността на напрежението повреда в хомогенна и нехомогенни електрическо поле е значително по-различни един от друг.

За случая на електрическа повреда развитие нехомогенни диелектрици е също доста бързо, но стойностите за нехомогенни диелектрици (включително с газови включвания) в единна и не са единни електрическо поле се различават един от друг съвсем леко.

Диелектрична якост електрически разбивка не зависи от температурата, но след достигане на някои специфични температурни стойности значително намалени: това предполага наличието на топлинна повреда.

Ниска електрическа якост среща в диелектрик с отворени клетки (дърво, хартия, неглазирани керамика) и се различава малко от газове. За диелектрици със затворени пори - дебела хартия, глазирани керамични - характеризират с висока диелектрична якост.

Изолация разбивка е различен от електрически, така че силата електрическа повреда на топлинната характеристика не е само електрически материал, но продуктите, произведени от нея, докато Е PR електрически разбивка е характерна само на самия материал.

Напрежението на повреда поради диелектрик отопление, е свързан с честотата на поле, диелектрични условия охлаждане, температурата на околната среда; това също зависи от съпротивлението на топлина на материала. С увеличаване на диелектрична якост намалява температура.

За хомогенни равнина диелектрици с загуби, има приблизителен метод за изчисляване на разпределението на напрежението.

За да се изчисли Ubr вярваме, че разбивка възниква при повишени температури и диелектрични загуби преобладават проходен електропроводимостта. По този начин, като се има предвид експоненциална зависимост на загуба допирателната (ТР) температура и се използва израза Ra = U w C-ТР, след трансформация се получи

И р = U 2 Fe S TGD д а (т - т 0) / (1,8 10 10 з), (54)

където U - приложеното напрежение; F - честота; д. - диелектрична константа на материала; S - площ на електрода; ТР - допирателна на диелектрична загуба допирателна на тон 0 - температура на околната среда; а- температурен коефициент на допирателната загуба; т - температурата на нагретия поради диелектричен материал загуба; т 0 - температура електрод приблизително равна на температурата на околната среда; ч - дебелината на диелектрика.

Топлопроводимостта на материал електрод обикновено е два - три порядъка по-голяма от термичната проводимост на диелектрика, следователно вярват, че топлината от загрява диелектрик обем се прехвърля в околната среда през електродите. Мощност отхвърляне на диелектричен се изразява с формулата Newton

Р а = 2 S S (т - т 0). (55)

където S - коефициент на топлопредаване системи диелектрик - метални електроди.

Напрежение U, при която настъпва нестабилност режим - граница режим, може да се приема като разбивка напрежение U PR на. Неговата стойност може да бъде определена от две условия:

Р а = P т, (56)

DP а / DT = DP т / DT. (57)

Решаването на тези две уравнения за U и с по-горе посочените стойности за R А и R т, ние получаваме:

U 2 Fe ТР S д а (т - т 0) / (1,8 10 10 з) = 2 S S (т - т 0), (58)

U 2 Fe ТР S д а (т - т 0) / (1,8 10 10 з) = 2 и S. (59)

Разделяне на тези два израза, получаваме 1 / а = т - т 0, след това се замества в последния експресията и решаването му отношение на U, получаваме

U PR 2 = 1,8 2 10 октомври ш / (Fe ТР а) (60)

или

U = К PR (ш / (Fe ТР а) 1/2, ( 61)

където K - числен коефициент 1.15 на 10 май, ако всички количества са изразени в SI единици.

От това следва, че разпределението на напрежението ще бъде по-висока (варира експоненциално), ако диелектрик е дебели добри условия на радиатора (и повече), честотата е по-ниска и д и ТР-малко. За голям д, ТР при високи честоти и при висока температура, загуба коефициент допирателна разпределението на напрежението ще бъде по-ниска.

Това изчисление е подходящ само за едномерен топлинен поток, и се нарича graphoanalitical сближи Тя не взема предвид температурната разлика на диелектричната дебелината (изкривяване на електрическото поле и увеличението на градиента на напрежение в повърхностните слоеве) и термичната проводимост на материала на електрода. Следователно, термично разбивка често се случва при напрежение под номиналната стойност. По-точни методи за изчисление, разработени от учени NN Семьонов и Вирджиния. Фок само за най-простата конфигурация на продукти.