Головна

Провідність неоднорідних діелектриків.

  1.  активна провідність
  2.  Види діелектриків. Застосування твердих діелектриків в енергетиці.
  3.  Діелектричні втрати в неоднорідних діелектриках
  4.  Матеріали з нелінійної провідністю. ОЦК, Сіліт, віліт.
  5.  Мкостная провідність
  6.  Нонная провідність
  7.  ЗАГАЛЬНА ПРОВІДНІСТЬ

Реальні електроізоляційні конструкції далеко не завжди складаються з однорідних діелектриків. Вони можуть містити композицію з різних діелектриків або просто мати межу розділу. Навіть в цьому випадку з'являються нові особливості електропровідності, зокрема слід враховувати не тільки провідність самих діелектриків, але і кордонів розділу. Саме по собі наявність кордону не змінює провідність конструкції, проте поверхню неминуче містить хімічно активні елементи. В контакті з повітрям поверхню збагачується речовинами, що містяться в повітрі. Відомо, що навіть в контакті з чистим повітрям на ній адсорбується вода, наприклад на поверхні оксидів може міститися до 100 молекулярних шарів води. У воду з повітря можуть потрапляти і різні інші домішки, зокрема вуглекислий газ. Вода з вуглекислим газом реагує відповідно до реакцією:

Н2Про + СО2 «Н2СО3 «Н+ + НСО3- (8.10)

Таким чином на поверхні з'являються носії заряду і поверхню ізолятора набуває додаткової провідність.

поверхнева провідність - Провідність, пов'язана з появою і рухом носіїв заряду по поверхні.

На поверхні устаткування, що експлуатується в зовнішніх умовах скупчуються промислові та природні забруднення. Найбільшу провідність дають цементує забруднення в поєднанні з т.зв. "Кислими дощами". При цьому провідність може досягати великих значень, фактично перетворюючи електроізоляційну конструкцію в електропровідну конструкцію. Наприклад суха поверхня забрудненого ізолятора володіє деякою провідність, але, в цілому, конструкція є діелектриком. Якщо поверхню високовольтного забрудненого ізолятора зволожена, то вона має високу провідність. Наприклад у вологу погоду провідність по поверхні настільки висока, що може підтримувати дугового розряд, так на поверхні виникають електричні мікродугі в тих областях, які висихають під дією протікають по поверхні струмів.

Для опису протікання струму по поверхні вводять поняття питомої поверхневої провідності або питомого поверхневого опору.

За визначенням питомий поверхневий опір означає опір, виміряний між електродами довжиною 1 м, прикладеними до поверхні на відстані 1 м один від одного.

(При вимірюванні електроди утворюють дві протилежні сторони квадрата.) Розмірність питомої опору [rп] = Ом або Ом /? (Ом на квадрат). Останнє є застарілим. Характерно, що при такому способі вимірювання значення опору не залежить від розмірів електродів.

Для неоднорідних діелектриків проста схема заміщення конденсатора у вигляді паралельно з'єднаних R і C не годиться. Для них будують більш складні RC ланцюжка. Розглянемо кілька типових випадків неоднорідних діелектриків.

У разі однорідного діелектрика з поверхневою провідністю паралельно RC ланцюжку приєднується додатковий опір Rп= rп? d / l, де d - відстань між електродами по поверхні ізолятора, l - довжина кордону між електродом і ізолятором (рис.8.2).

Рис.8.2. Схема заміщення діелектрика з поверхневою провідністю.

Схема заміщення неоднорідного діелектрика може містити не тільки послідовні, але і паралельні ланцюга. Для композиційних діелектриків, що складаються з шарів діелектриків різного типу, наприклад шарів паперу, просочених маслом потрібно врахувати властивості обох діелектриків. Очевидно, що для паперово-масляної ізоляції можна запропонувати наступну схему (ріс.8.3a):

а) б)

Мал. 8.3. Схеми заміщення двошарового діелектрика (а) і діелектрика з абсорбційними струмами (б).

Фізично ця схема моделює кожен з шарів, що мають різні електричні характеристики, шари масла зі своїми eм і rм, Шари паперу зі своїми eб і rб.

 
 Рис.8.4. Абсорбційний і сталий струм в ізоляції.

Для опису реальних діелектриків, крім викладених, використовується змішана схема заміщення, Яка для ряду складних ізоляційних об'єктів найбільш повно відповідає поведінці ізоляції. Зазвичай при подачі постійної напруги струм через діелектрик поводиться таким чином (рис.8.4.): I = I?+ Iабс, Де I?-Встановити ток, Iабс- Абсорбційний ток, який затухає в часі Iабс= Iабс0 exp (-t / t).

абсорбційний ток - Частина струму через діелектрик, яка експоненціально загасає з плином часу.

Природа абсорбційного струму сильно залежить від типу діелектрика. Цей струм може бути пов'язаний з реальним струмом в складеному діелектрику, в більш провідної частини діелектрика, цей струм призводить до зарядки менш провідної частини діелектрика. Інший тип абсорбційного струму пов'язаний з характерними часом встановлення поляризації в діелектрику. В цьому випадку постійна часу ланцюжка R2 C2 відповідає характерному часу встановлення поляризації. Схема ріс.3б відповідає обом типам абсорбційного струму, причому I? відповідає "наскрізного" току через R1 , Iабс- Току в ланцюжку R2 C2.

 




 Загальні властивості провідників. Температурний коефіцієнт опору, втрати, нагрів провідників. |  Матеріали для проводів. Мідь, алюміній. |  Матеріали для контактів. |  Матеріали з малим температурним коефіцієнтом опору. Матеріали для термопар. |  Електропровідність напівпровідників і слабкопровідних матеріалів. |  електропровідні полімери |  Діелектричне і резистивное стан речовини. |  Пробій твердих діелектриків. Електричний пробій. Тепловий пробій. Часткові розряди. |  Елементарні процеси в газі. Лавина, стример, лідер. |  Основні характеристики. |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати