Mga katangian ng mga electrical insulating materials

Ang mga electrical insulating materials ay mga materyales kung saan ang mga wire ay insulated. Mayroon silang: mataas na resistensya, lakas ng kuryente - ang kakayahan ng materyal na labanan ang pagkasira sa pamamagitan ng boltahe ng kuryente at pagkalugi ng kuryente, na nailalarawan sa tangent ng anggulo ng pagkawala, paglaban sa init, na nailalarawan sa temperatura na pinahihintulutan ng maximum para sa isang partikular na dielectric sa panahon. pangmatagalang paggamit nito sa mga kagamitang elektrikal.

Electrical Insulating Materials - Ang mga dielectric ay maaaring solid, likido at gas.

Ang layunin ng mga electrical insulating materials sa kuryente ay upang lumikha sa pagitan ng mga bahagi na may iba't ibang mga potensyal na elektrikal, tulad ng isang kapaligiran upang maiwasan ang pagdaan ng kasalukuyang sa pagitan ng mga bahaging iyon.

Nakikilala ang mga katangiang elektrikal, mekanikal, physico-kemikal at thermal ng mga dielectric.

Mga katangiang elektrikal ng dielectrics

Bulk resistance — ang paglaban ng isang dielectric kapag may direktang kasalukuyang dumadaan dito. Para sa isang flat dielectric ito ay katumbas ng:

Rv = ρv (d / S), oum

kung saan ρv — ang tiyak na dami ng paglaban ng dielectric, na siyang paglaban ng isang kubo na may gilid na 1 cm, kapag ang isang direktang kasalukuyang dumadaan sa dalawang magkabilang panig ng dielectric, Ohm-cm, S ay ang cross-sectional area ng ang dielectric kung saan dumadaan ang kasalukuyang (lugar ng mga electrodes ), cm2, e - kapal ng dielectric (distansya sa pagitan ng mga electrodes), tingnan

Dielectric na paglaban sa ibabaw

Surface resistance — ang paglaban ng isang dielectric kapag ang isang kasalukuyang dumadaan sa ibabaw nito. Ang paglaban na ito ay:

Rs = ρs (l / S), Ohm

kung saan ps - tiyak na paglaban sa ibabaw ng isang dielectric, na kung saan ay ang paglaban ng isang parisukat (ng anumang laki) kapag ang isang direktang kasalukuyang pumasa mula sa isang gilid patungo sa kabaligtaran nito, Ohm, l- haba ng dielectric na ibabaw (sa direksyon ng kasalukuyang daloy ), cm, C - ang lapad ng dielectric na ibabaw (sa direksyon na patayo sa kasalukuyang daloy), tingnan

Ang dielectric na pare-pareho.

Tulad ng alam mo, ang kapasidad ng isang kapasitor — isang dielectric na sarado sa pagitan ng dalawang parallel at magkasalungat na metal plates (electrodes) ay:

C = (ε S) / (4π l), cm,

kung saan ε - ang kamag-anak na dielectric na pare-pareho ng materyal, katumbas ng ratio ng kapasidad ng isang kapasitor na may ibinigay na dielectric sa kapasidad ng isang kapasitor na may parehong geometric na sukat, ngunit ang dielectric ay hangin (o sa halip ay vacuum); C - lugar ng capacitor electrode, cm2, l - kapal ng dielectric na sarado sa pagitan ng mga electrodes, tingnan

Anggulo ng pagkawala ng dielectric

Ang pagkawala ng kuryente sa isang dielectric kapag ang isang alternating current ay inilapat dito ay:

Pa = U NS Ia, W

kung saan ang U ay ang inilapat na boltahe, ang Ia ay ang aktibong sangkap ng kasalukuyang dumadaan sa dielectric, A.

Tulad ng nalalaman: Ia = AzR / tgφ = AzRNS tgδ, A, Azr = U2πfC

kung saan ang Azp ay ang reaktibong bahagi ng kasalukuyang dumadaan sa dielectric, A, C ay ang kapasidad ng kapasitor, cm, f ay ang dalas ng kasalukuyang, Hz, φ - ang anggulo kung saan ang kasalukuyang vector na dumadaan sa dielectric ay nauuna sa inilapat na boltahe vector sa dielectric na ito, degrees, δ — anggulong pantulong sa φ hanggang 90 ° (dielectric loss angle, degrees).

Sa ganitong paraan, natutukoy ang halaga ng pagkawala ng kuryente:

Pa = U22πfCtgδ, W

Ang malaking praktikal na kahalagahan ay ang tanong ng pagtitiwala ng tgδ sa magnitude ng inilapat na boltahe (ionization curve).

Sa homogenous insulation, walang delamination at cracking, ang tgδ ay halos independiyente sa magnitude ng inilapat na boltahe; sa pagkakaroon ng delamination at pag-crack, na may pagtaas ng inilapat na boltahe, ang tgδ ay tumataas nang husto dahil sa ionization ng mga voids na nakapaloob sa pagkakabukod.

Ang pana-panahong pagsukat ng mga pagkalugi ng dielectric (tgδ) at ang paghahambing nito sa mga resulta ng mga nakaraang sukat ay nagpapakilala sa kondisyon ng pagkakabukod, ang antas at intensity ng pagtanda nito.

Lakas ng dielectric

Sa mga electrical installation, ang mga dielectric na bumubuo sa pagkakabukod ng coil ay dapat makatiis sa pagkilos ng electric field. Ang intensity (boltahe) ng tulle ay tumataas habang ang boltahe na lumilikha ng patlang na ito ay tumataas, at kapag ang lakas ng field ay umabot sa isang kritikal na halaga, ang dielectric ay nawawala ang mga katangian ng insulating elektrikal, ang tinatawag na pagkasira ng dielectric.

Ang boltahe kung saan nangyayari ang pagkasira ay tinatawag na boltahe ng pagkasira, at ang katumbas na lakas ng field ay ang lakas ng dielectric.

Ang numerical value ng dielectric strength ay katumbas ng ratio ng breakdown voltage sa kapal ng dielectric sa punto ng breakdown:

Epr = UNHC / l, kV / mm,

kung saan Upr - breakdown boltahe, kV, l - pagkakabukod kapal sa breakdown point, mm.

Mga materyales sa pagkakabukod ng elektrikal

Physico-chemical na katangian ng dielectrics

Bilang karagdagan sa mga elektrikal, ang mga sumusunod na katangian ng physico-kemikal ng mga dielectric ay nakikilala.

Numero ng asido — tumutukoy sa dami (mg) ng potassium hydroxide (KOH) na kinakailangan upang ma-neutralize ang mga libreng acid na nasa likidong dielectric at pababain ang mga katangian ng elektrikal na insulating nito.

Lagkit - tinutukoy ang antas ng pagkalikido ng likidong dielectric, na tumutukoy sa kakayahang tumagos ng mga barnis kapag nagpapabinhi ng mga winding wire, pati na rin ang convection ng langis sa mga transformer, atbp.

Nakikilala nila ang kinematic viscosity, na sinusukat ng capillary viscometers (U-shaped glass tubes), at ang tinatawag na conditional viscosity, na tinutukoy ng bilis ng daloy ng fluid mula sa isang naka-calibrate na orifice sa isang espesyal na funnel. Ang yunit ng kinematic viscosity ay Stokes (st).

Ang conditional lagkit na sinusukat sa degrees Engler.

Thermal resistance — ang kakayahan ng isang materyal na maisagawa ang mga function nito kapag nalantad sa operating temperature sa loob ng isang oras na maihahambing sa tinantyang panahon ng normal na operasyon ng mga de-koryenteng kagamitan.

Sa ilalim ng impluwensya ng pag-init, ang thermal aging ng mga materyales sa pagkakabukod ng kuryente ay nangyayari, bilang isang resulta kung saan ang pagkakabukod ay huminto upang matugunan ang mga kinakailangan na ipinataw dito.

Mga klase ng heat resistance ng mga electrical insulating materials (GOST 8865-70).Ang liham ay nagpapahiwatig ng klase ng paglaban sa init, at ang mga numero sa mga bracket - temperatura, ° C

T 120 ) Mga materyales na batay sa mika, asbestos at fiberglass na pinagsama sa mga silicon na silicon na binder at mga impregnating compound C (mahigit sa 180) Mika, mga ceramic na materyales, salamin, kuwarts o mga kumbinasyon nito na walang mga binder o may mga inorganic na binder na mga sangkap

Paglambot na punto kung saan ang mga solidong dielectric na may amorphous na estado sa malamig na estado (resins, bitumen) ay nagsisimulang lumambot. Ang punto ng paglambot ay tinutukoy kapag ang pinainit na pagkakabukod ay piniga mula sa isang singsing o tubo gamit ang isang bakal na bola o mercury.

Drop point kung saan ang unang patak ay naghihiwalay at bumaba mula sa beaker (na may 3 mm diameter na pagbubukas sa ibaba) kung saan ang materyal na pansubok ay pinainit.

Vapor flash point kung saan ang pinaghalong insulating liquid vapor at hangin ay nag-aapoy sa pamamagitan ng ipinakitang apoy ng burner. Kung mas mababa ang flash point ng likido, mas malaki ang pagkasumpungin nito.

Moisture resistance, chemical resistance, frost resistance at tropical resistance dielectrics -katatagan ng electrical at physico-chemical na katangian ng electrical insulating materials kapag nalantad sa moisture, acids o bases sa mababang temperatura sa saklaw mula -45 ° hanggang -60 ° C, bilang pati na rin ang tropikal na klima, na nailalarawan sa pamamagitan ng mataas at mabilis na pagbabago ng temperatura ng hangin sa araw, ang mataas na kahalumigmigan at polusyon nito, pagkakaroon ng mga amag, mga insekto at mga daga.

Paglaban sa arc at corona dielectrics — paglaban ng mga electrical insulating materials sa mga epekto ng ozone at nitrogen na inilabas sa panahon ng tahimik na discharge — corona, pati na rin ang paglaban sa pagkilos ng electric sparks at stable arc.

Thermoplastic at thermosetting properties ng dielectrics

Ang mga thermoplastic na electrical insulating na materyales ay yaong sa una ay solid kapag malamig, lumalambot kapag pinainit at natutunaw sa angkop na mga solvent. Pagkatapos ng paglamig, muling tumigas ang mga materyales na ito. Sa paulit-ulit na pag-init, nananatili ang kanilang kakayahang lumambot at matunaw sa mga solvent. Kaya, ang pag-init ng naturang mga materyales ay hindi nagiging sanhi ng anumang mga pagbabago sa kanilang molekular na istraktura.

Sa kaibahan sa kanila, ang tinatawag na mga thermoset na materyales pagkatapos ng paggamot sa init sa isang naaangkop na mode, sila ay tumigas (maghurno). Sa paulit-ulit na pag-init, hindi sila lumalambot at hindi natutunaw sa mga solvent, na nagpapahiwatig ng hindi maibabalik na mga pagbabago sa kanilang molekular na istraktura na naganap sa panahon ng pag-init.

Ang mga mekanikal na katangian ng mga materyales sa insulating ay: maximum na lakas ng makunat, compression, static at dynamic na baluktot, pati na rin ang higpit.