Elektrische Stärke von Dielektrika
Was ist die Spannungsfestigkeit eines Dielektrikums? Versuchen wir, diesen Begriff zu verstehen, um die Merkmale dieses Indikators zu identifizieren.
Definitionen
Dielektrika werden Substanzen genannt, die schlecht sindleiten Sie den Strom entweder nicht vollständig. Die Dichte von Ladungsträgern (Elektronen) in einer solchen Substanz überschreitet nicht 108 Stück pro Kubikzentimeter. Das Hauptmerkmal von Isoliermaterialien ist ihre Fähigkeit, in einem äußeren Feld zu polarisieren. Dielektrische Materialien umfassen gasförmige Substanzen, verschiedene Harze, Glas und polymere Materialien. Chemisch reiner Isolator ist Wasser.
Dielektrische Eigenschaften
Diese Gruppe umfasst Pyroelektrika,Ferroelektrika, Relaxoren, Piezoelektrika. In der modernen Technologie werden passive und aktive Eigenschaften solcher Materialien aktiv genutzt, so dass wir uns näher mit ihnen beschäftigen.
Passive Eigenschaften von Isolatoren werden verwendet, wenn sie in herkömmlichen Kondensatoren verwendet werden.
Elektroisolierstoffe werden berücksichtigtDielektrika, die den Verlust elektrischer Ladungen nicht zulassen. Mit ihrer Hilfe ist es möglich, elektrische Schaltkreise, Geräteteile von leitfähigen Teilen zu trennen. In solchen Situationen hat die Dielektrizitätskonstante keine besondere Rolle.
Aktive (kontrollierte) Dielektrika sind Pyroelektrika, Ferroelektrika, elektrolumineszierende Leuchtstoffe, Gate-Materialien und Emitter in der Lasertechnologie.
Die Nachfrage nach dielektrischen Materialien steigt jährlich. Der Grund ist die Erhöhung der Kapazität von Industrieunternehmen und gewerblichen Einrichtungen.
Darüber hinaus kann der erhöhte Bedarf an Dielektrika durch eine erhöhte Anzahl von Kommunikationsgeräten und verschiedenen elektrischen Geräten erklärt werden.
Bei der Technik von besonderer Bedeutung ist die elektrische Festigkeit von Isolatoren, die mit der Anordnung von Molekülen und Atomen im Kristallgitter verbunden sind.
Klassifizierung
Unter verschiedenen Bedingungen ist das dielektrische Materialkann verschiedene isolierende Eigenschaften aufweisen, die seinen Umfang bestimmen. Zum Beispiel variiert die Durchschlagsfestigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur.
Geben Sie je nach Struktur organische und anorganische elektrische Isoliermaterialien ab.
Mit der Entwicklung von elektrischenDie Industrie bildete sich und die Herstellung dielektrischer Materialien aus Mineralien. Die Technologie hat sich in letzter Zeit so stark verbessert, dass die Produktionskosten erheblich gesenkt werden konnten. Mineralische Dielektrika ersetzten chemische und natürliche Materialien.
Mineralische dielektrische Materialien
Diese Verbindungen umfassen:
- Installation, alkalisch, Lampe, Kondensatorglas, bestehend aus einer Mischung verschiedener Oxide. Bei der Herstellung von Oxiden aus Aluminium, Kalzium und Silizium erhöht sich die elektrische Festigkeit des Materials.
- Glasemails sind Materialien, bei denen eine dünne Emailschicht auf eine Metalloberfläche aufgebracht wird.
- Lichtleitfasern, die eine besondere Art von Glasfaser sind.
- Keramische Produkte
- Glimmer
- Asbest
Trotz dieser Vielfalt an Isoliermaterialien ist es bei weitem nicht so, dass ein Dielektrikum durch ein anderes ersetzt werden kann.
Die elektrische Stärke der Isolierung ist eine wichtige Eigenschaft, die bei der Auswahl solcher Materialien nicht nur beachtet wird.
Besonderes Augenmerk wird auch auf die thermischen, mechanischen und sonstigen physikalischen und chemischen Eigenschaften einschließlich der Fähigkeit zu verschiedenen Verarbeitungsarten, Kosten und Verfügbarkeit von Materialien gelegt.
Die elektrische Festigkeit der Isolierung wird überprüft, um die Betriebssicherheit von Geräten und Geräten zu maximieren.
Elektrische Ölisolierung
Transformatoröl für StromTransformatoren hat in der Elektrotechnik die maximale Verteilung unter den flüssigen Isolierstoffen. Sie füllen die Poren in der faserigen Isolierung, der Abstand zwischen den Wicklungen erhöht die elektrische Festigkeit der Isolierung und trägt zur Wärmeabfuhr bei. Darüber hinaus wird Transformatoröl in Hochspannungsölschaltern aktiv eingesetzt. In solchen Geräten bricht zwischen den divergierenden Kontakten des Schalters ein elektrischer Lichtbogen, wodurch der Lichtbogenkanal schnell abgekühlt und gelöscht wird. Um Mineralöl-Isolieröle zu erhalten, verwenden Sie Öl, indem Sie die Destillation schrittweise durchführen, wobei die Fraktion in jeder Stufe der Fraktion schrittweise getrennt wird und die Verunreinigungen mit Schwefelsäure gründlich gereinigt werden.
Die elektrische Stärke eines solchen Öls istein Wert, der sehr feuchtigkeitsempfindlich ist. Selbst bei einer geringen Beimischung von Wasser im Öl wird eine signifikante Abnahme dieser physikalischen Größe beobachtet. Unter der Wirkung eines elektrischen Feldes werden Tröpfchen von emulgiertem Wasser an Stellen gezogen, an denen die Feldstärke einen maximalen Wert hat, wodurch sich der Zusammenbruch entwickelt.
Mit starker Abnahme der elektrischen StärkeÖle gibt es nicht nur Wassermoleküle, sondern auch faserige Verunreinigungen. Sie absorbieren Wasser, was die elektrischen Eigenschaften des flüssigen Dielektrikums erheblich beeinflusst.
Kabelöle
Sie werden bei der Herstellung von Stromkabeln verwendet. Wenn die Papierisolierung mit Ölen imprägniert wird, steigt der Wärmeverlust.
Es gibt verschiedene Arten von Kabelölen. Für die Imprägnierung von Stromkabeln aus Aluminium und Bleihüllen wird beispielsweise die Ölmarke KM-25 mit einer kinematischen Viskosität von nicht weniger als 23 Millimeter pro Sekunde verwendet. Zur Erhöhung der Viskosität des Öls wird Kolophonium oder ein synthetischer Verdicker zugesetzt.
Bevor Sie ein Dielektrikum verwenden, testen Sie die elektrische Festigkeit der Isolierung.
Flüssige synthetische Dielektrika
Diese elektrisch isolierenden Materialien sind überlegeneinige eigenschaften von erdölen. Sie neigen zur elektrischen Alterung, was die Eigenschaften unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes mit erhöhter Intensität negativ beeinflusst.
Um dieses Problem zu lösen, wird die Imprägnierung von Kondensatoren durch ein polares flüssiges Dielektrikum durchgeführt.
Die Überprüfung der elektrischen Festigkeit ist eine zwingende Maßnahme, mit der Sie den effektivsten Isolatortyp auswählen können.
Chlorierte Kohlenwasserstoffe
Sie werden durch Ersatz aus verschiedenen Kohlenwasserstoffen gewonnenein oder mehrere Wasserstoffatome mit Chlor. Chloriertes Diphenyl ist der gebräuchlichste Typ solcher Dielektrika. Es hat eine hohe Viskosität und hat grundlegende Eigenschaften, die GOST entsprechen. Die Isolationsfestigkeit dieses Isolators ist höher als bei anderen unpolaren Erdölen, daher wird das Volumen des Kondensators bei Verwendung fast halbiert. Unter den Vorteilen chlorierter Biphenyle unterscheiden wir ihre Unbrennbarkeit, und die Nachteile sind Toxizität und hohe Kosten.
Unter preiswerten Haushaltsmaterialien mit hervorragenden Isoliereigenschaften wählen wir eine Mischung aus Isobuten und seinen Isomeren (Octol) aus, die aus dem Cracken von Öl resultiert.
Natürliche Isolatoren
Kolophonium, das ein sprödes Harz ist, wird erhaltenaus Harz hat es organische Säuren. Es ist in Erdöl sehr gut löslich und wird als Guss- und Imprägniermittel verwendet.
Eine dünne Schicht Pflanzenöl, die auf die Oberfläche des Materials fällt, bildet einen dünnen Film, der die Isoliereigenschaften des Teils erhöht.
Ursachen für den Verlust der elektrischen Stärke
In den Dielektrika, die auf angewendet werdenIn der Praxis gibt es kostenlose Gebühren. Wenn sich Elektronen bewegen, steigt die elektrische Leitfähigkeit. Da die Ladungen gering sind, haben Isolatoren diesen Test erfolgreich bestanden. Die elektrische Stärke der Isolatoren bestimmt die Hauptbereiche ihrer industriellen Anwendung.
Die Isolierung ist notwendig, um den Strom zu isolieren, die Temperatur, die elektrische Feldstärke und andere Eigenschaften von Geräten und Geräten anzupassen.
Wenn ein Piezoelektrikum als Dielektrikum in einem Kondensator verwendet wird, ändert es seine linearen Eigenschaften unter dem Einfluss einer Wechselspannung und wird zu einem Ultraschalloszillator.
Fazit
Technologie und Merkmale des Betriebs von elektronischen und elektrischen Geräten bestimmen unterschiedliche Anforderungen an die Parameter dielektrischer Materialien.
Praktisch verwendete Isolatoren haben in ihrem Volumen wenig Elektronen, so dass sie bei konstanter Spannung einen Mindeststrom, den sogenannten Leckstrom, durchlassen.
Wenn bei einem Anstieg der an die Isolation angelegten Spannung der Wert der Feldstärke im Dielektrikum einen bestimmten Wert überschreitet, verliert der Isolator seine elektrischen Isoliereigenschaften.
Der Durchlassstrom, der durch den Isolator fließt, nimmt zu und sein Widerstand nimmt ab, was zu einem Kurzschluss der Elektroden führt.
Dieses Phänomen wird als Durchschlag des Dielektrikums bezeichnet. Wenn die an das Dielektrikum angelegte Spannung einen kritischen Wert erreicht, steigt der Durchgangsstrom stark an, die Spannung an den Elektroden nimmt ab und der elektrische Widerstand des Isolators sinkt infolge irreversibler Änderungen.
Abhängig von den Parametern der Leistungs- und Energiedämmung entsteht nach dem Zusammenbruch ein Funke, der zum Schmelzen, Brennen, Reißen sowie anderen Veränderungen im Dielektrikum und den Elektroden führt.
Mit der richtigen Auswahl von Elektroisoliermaterialien können Sie einen unterbrechungsfreien Betrieb von elektrischen Geräten und technischen Geräten gewährleisten.
