خصائص مواد العزل الكهربائي

المواد العازلة للكهرباء هي مواد يتم عزل الأسلاك بها. لديهم: مقاومة عالية ، قوة كهربائية - قدرة المادة على مقاومة الانهيار من خلال جهدها الكهربائي وفقدها الكهربائي ، والتي تتميز بظل زاوية الفقد ، ومقاومة الحرارة ، والتي تتميز بدرجة الحرارة المسموح بها إلى أقصى حد لعزل كهربائي معين أثناء استخدامه على المدى الطويل في المعدات الكهربائية.

مواد العزل الكهربائي - يمكن أن تكون المواد العازلة صلبة وسائلة وغازية.

الغرض من المواد العازلة للكهرباء هو خلق بين الأجزاء التي لها إمكانات كهربائية مختلفة ، مثل بيئة تمنع مرور التيار بين تلك الأجزاء.

التمييز بين الخصائص الكهربائية والميكانيكية والفيزيائية والكيميائية والحرارية للعوازل الكهربائية.

الخصائص الكهربائية للعوازل

المقاومة السائبة - مقاومة العازل عند مرور تيار مباشر عبره. بالنسبة للعزل الكهربائي المسطح ، فهو يساوي:

Rv = ρv (d / S) ، أوم

حيث ρv - المقاومة الحجمية المحددة للعزل الكهربائي ، وهي مقاومة مكعب بحافة 1 سم ، عندما يمر تيار مباشر عبر جانبين متقابلين من العازل ، أوم-سم ، S هي منطقة المقطع العرضي لـ العازل الكهربائي الذي يمر من خلاله التيار (منطقة الأقطاب الكهربائية) ، cm2 ، e - سماكة العازل الكهربائي (المسافة بين الأقطاب الكهربائية) ، انظر

مقاومة السطح العازل

مقاومة السطح - مقاومة العازل عندما يمر تيار عبر سطحه. هذه المقاومة هي:

روبية = ρs (l / S) ، أوم

حيث ps - مقاومة السطح المحددة لعزل كهربائي ، وهي مقاومة مربع (من أي حجم) عندما يمر تيار مباشر من جانب واحد إلى الجانب المقابل له ، أوم ، ل- طول السطح العازل (في اتجاه تدفق التيار ) ، سم ، ج - عرض السطح العازل (في الاتجاه العمودي لتدفق التيار) ، انظر

ثابت العزل.

كما تعلم ، فإن سعة المكثف - عازل مغلق بين لوحين معدنيين متوازيين ومتعاكسين (أقطاب كهربائية) هي:

C = (ε S) / (4π ل) ، سم ،

حيث ε - ثابت العزل النسبي للمادة ، يساوي نسبة سعة مكثف مع عازل معين إلى سعة مكثف له نفس الأبعاد الهندسية ، ولكن عازله هو الهواء (أو بالأحرى فراغ) ؛ ج - مساحة قطب المكثف ، سم 2 ، ل - سماكة العازل المغلق بين الأقطاب الكهربائية ، انظر

زاوية الخسارة العازلة

فقدان الطاقة في العازل عند تطبيق تيار متردد عليه هو:

Pa = U NS Ia، W

حيث U هو الجهد المطبق ، Ia هو المكون النشط للتيار الذي يمر عبر العازل ، A.

كما هو معروف: Ia = AzR / tgφ = AzRNS tgδ، A، Azr = U2πfC

حيث Azp هو المكون التفاعلي للتيار المار عبر العازل ، A ، C هي سعة المكثف ، سم ، و هي تردد التيار ، هرتز ، φ - الزاوية التي يمر فيها متجه التيار عبر العازل الكهربائي قبل متجه الجهد المطبق على هذا العازل ، درجات ، δ - زاوية مكملة لـ φ إلى 90 درجة (زاوية فقدان العزل ، درجات).

بهذه الطريقة ، يتم تحديد مقدار فقدان الطاقة:

Pa = U22πfCtgδ ، W

من الأهمية العملية بمسألة اعتماد tgδ على حجم الجهد المطبق (منحنى التأين).

مع العزل المتجانس ، دون التفكيك والتكسير ، تكون tgδ مستقلة تقريبًا عن حجم الجهد المطبق ؛ في حالة التفريغ والتشقق ، مع زيادة الجهد المطبق ، يزداد tgδ بشكل حاد بسبب تأين الفراغات الموجودة في العزل.

القياس الدوري لفقد العازل (tgδ) ومقارنته بنتائج القياسات السابقة يميز حالة العزل ودرجة وشدة تقادمه.

قوة عازلة

في التركيبات الكهربائية ، يجب أن تتحمل العوازل التي تشكل عزل الملف تأثير المجال الكهربائي. تزداد شدة (جهد) التل مع زيادة الجهد الذي يخلق هذا المجال ، وعندما تصل شدة المجال إلى قيمة حرجة ، يفقد العازل خصائص العزل الكهربائي ، ما يسمى انهيار العزل الكهربائي.

يسمى الجهد الذي يحدث عنده الانهيار بجهد الانهيار ، وقوة المجال المقابلة هي قوة العزل الكهربائي.

القيمة العددية لقوة العزل الكهربائي تساوي نسبة جهد الانهيار إلى سمك العازل عند نقطة الانهيار:

Epr = مقر الأمم المتحدة السامي / لتر ، كيلو فولت / مم ،

حيث Upr - جهد الانهيار ، kV ، l - سماكة العزل عند نقطة الانهيار ، مم.

مواد العزل الكهربائي

الخصائص الفيزيائية والكيميائية للعوازل الكهربائية

بالإضافة إلى الخصائص الكهربائية ، يتم تمييز الخصائص الفيزيائية والكيميائية التالية للعوازل الكهربائية.

الرقم الحمضي - يحدد الكمية (ملغ) من هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH) المطلوبة لتحييد الأحماض الحرة الموجودة في السائل العازل وتقليل خصائص العزل الكهربائي.

اللزوجة - تحدد درجة سيولة العازل السائل ، والتي تحدد قدرة اختراق الورنيش عند تشريب الأسلاك المتعرجة ، وكذلك الحمل الحراري للزيت في المحولات ، إلخ.

يميزون اللزوجة الحركية ، مقاسة بمقاييس اللزوجة الشعرية (أنابيب زجاجية على شكل حرف U) ، وما يسمى باللزوجة الشرطية ، التي تحددها سرعة تدفق السائل من فتحة معايرة في قمع خاص. وحدة اللزوجة الحركية هي Stokes (st).

اللزوجة الشرطية تقاس بالدرجات إنجلر.

المقاومة الحرارية - قدرة المادة على أداء وظائفها عند تعرضها لدرجة حرارة التشغيل لفترة زمنية مماثلة للفترة المقدرة للتشغيل العادي للمعدات الكهربائية.

تحت تأثير التدفئة ، تحدث الشيخوخة الحرارية لمواد العزل الكهربائي ، ونتيجة لذلك يتوقف العزل عن تلبية المتطلبات المفروضة عليه.

فئات مقاومة الحرارة للمواد العازلة للكهرباء (GOST 8865-70).يشير الحرف إلى فئة مقاومة الحرارة ، والأرقام بين قوسين - درجة الحرارة ، درجة مئوية

Y (90) مواد ليفية من السليلوز والقطن والحرير الطبيعي ، غير مشربة أو مغموسة في مادة عازلة كهربائية سائلة أ (105) مواد ليفية من السليلوز أو القطن أو الحرير الطبيعي أو الفسكوزي أو الصناعي ، مشربة أو مغموسة في مادة عازلة كهربائية سائلة د (120) مواد اصطناعية (أغشية ، ألياف ، راتنجات ، مركبات) ب (130) ميكا ، مواد أسبستوس وألياف زجاجية تستخدم مع مواد رابطة عضوية ومواد مشربة F (155) ميكا ، مواد أسبستوس وألياف زجاجية ممزوجة بمواد رابطة تركيبية ومواد مشربة H (180) ) مواد تعتمد على الميكا والأسبستوس والألياف الزجاجية في تركيبة مع مواد رابطة السيليكون ومركبات التشريب C (أكثر من 180) ميكا أو مواد خزفية أو زجاج أو كوارتز أو توليفات منها بدون روابط أو مع مواد رابطة غير عضوية

نقطة التليين حيث تبدأ العوازل الصلبة التي لها حالة غير متبلورة في الحالة الباردة (الراتنجات والقار) في التليين. يتم تحديد نقطة التليين عندما يتم ضغط العازل المسخن من حلقة أو أنبوب باستخدام كرة فولاذية أو زئبق.

نقطة الإسقاط التي عندها تنفصل القطرة الأولى وتسقط من الدورق (بفتحة قطرها 3 مم في الأسفل) حيث يتم تسخين مادة الاختبار.

نقطة وميض بخار يتم عندها اشتعال خليط من بخار السائل والهواء العازل بواسطة لهب الموقد المقدم. كلما انخفضت نقطة وميض السائل ، زادت تقلباته.

مقاومة الرطوبة والمقاومة الكيميائية ومقاومة الصقيع والعوازل الكهربائية المقاومة الاستوائية - استقرار الخصائص الكهربائية والفيزيائية الكيميائية لمواد العزل الكهربائي عند تعرضها للرطوبة أو الأحماض أو القواعد عند درجات حرارة منخفضة في نطاق من -45 درجة إلى -60 درجة مئوية ، مثل وكذلك المناخ الاستوائي ، الذي يتميز بارتفاع وتغير حاد في درجة حرارة الهواء نهارًا ، وارتفاع نسبة الرطوبة والتلوث ، ووجود العفن والحشرات والقوارض.

مقاومة عوازل القوس والإكليل - مقاومة المواد العازلة الكهربائية لتأثيرات الأوزون والنيتروجين المنطلق أثناء التفريغ الصامت - الهالة ، بالإضافة إلى مقاومة تأثير الشرر الكهربائي والقوس المستقر.

خصائص اللدائن الحرارية والتلدن بالحرارة للمواد العازلة

المواد العازلة للكهرباء اللدائن الحرارية هي تلك التي تكون صلبة في البداية عند البرودة ، وتلين عند تسخينها وتذوب في مذيبات مناسبة. بعد التبريد ، تتصلب هذه المواد مرة أخرى. مع التسخين المتكرر ، تظل قدرتها على التليين والذوبان في المذيبات. وبالتالي ، فإن تسخين هذه المواد لا يسبب أي تغييرات في تركيبها الجزيئي.

على عكسهم ، فإن المواد المسماة بالحرارة بعد المعالجة الحرارية في الوضع المناسب ، فإنها تتصلب (خبز). عند التسخين المتكرر ، لا تلين ولا تذوب في المذيبات ، مما يشير إلى تغييرات لا رجعة فيها في تركيبها الجزيئي التي حدثت أثناء التسخين.

الخصائص الميكانيكية للمواد العازلة هي: أقصى قوة شد ، ضغط ، ثني ثابت وديناميكي ، وكذلك الصلابة.