Wytrzymałość elektryczna i od czego zależy.
Wytrzymałość elektryczna jest to cecha materiału charakteryzująca cały układ izolacyjny danego urządzenia i zależy od następujących parametrów:
a) Rodzaj dielektryka:
· Dielektryki stałe: papier(bibułka kondensatorowa, preszpan), PE, PCV, PCV-SN, XLPE- polietylen usieciowany, elastomery, szkło, porcelana, kompozyty, żywica epoksydowa.
· Dielektryki ciekłe: oleje (mineralny, syntetyczny, naturalny), estry naturalne.
· Dielektryki gazowe: powietrze, SF6, N2, CO2.
· Próżnia (próżnia techniczna p< 10-2 Pa)
b) Grubość dielektryka
c) Natężenie pola elektrycznego (kształt elektrod)
przeskok bez zjawisk przeskokowych
β- współczynnik niejednorodności
wył.wstępne: snopienie i świetleni
przeskok: iskra lub łuk
d) Rodzaj napięcia: AC(skuteczna), DC(średnia), impulsowy(max)
Wytrzymałość elektryczna wartość napięcia Ep przy którym wystąpi przeskok (Ep=U/a[kV/cm])
Rezystywność i jej rodzaje.
Rezystywność jest to parametr opisujący jaki opór dla przepływającego prądu stanowi dany materiał izolacyjny. Gęstość przewodzenia:
qi – ładunek przenoszony przez pojedynczy nośnik
vi – prędkość przemieszczania się nośników
ni – koncentracja ładunków swobodnych(liczba par nośników w 1 cm3)
m – liczba rodzajów ładunków
v = Ui*E Ui – ruchliwość ładunku, E – natężenie pola
konduktywność elektryczna –(odwrotność) - przewodność elektryczna właściwa
Konduktywność i rezystywność zależą od:
- struktury materiału (gęstość, jednorodność, obecności defektów)
- wielkość i rodzaj zanieczyszczeń
- natężenie i czasu działania pola elektrycznego
- czynniki dysocjujące (pojawienie się ładunków, woda, temperatura)
a) rezystancja wewnętrzna
b) rezystywność skrośna
c) rezystancja powierzchniowa
Prądy pełzające pojawiają się na powierzchni materiału izolacyjnego. Z tą cechą związane są jeszcze:
a) Hydrofobowość – cecha materialu izolacyjnego związana z tym, że powierzchnia materiału nie zwilża się pod wpływem wilgoci, a krople tworzą na powierzchni krople nie łączące się ze sobą. Siła adhezji tego materiału jest mniejsza od siły kohezji i dlatego tworzą się krople.
b) Hydrofilność – siły kohezji są mniejsze niż siły adhezji i kropla rozlewa się na powierzchni izolatora. Energia adhezji γ-napięcie powierzchniowe
c) Higroskopijność – gdy chłonie wodę lub wilgoć całą swoją objętością. Np. papier, preszpan, żywice termoutwardzalne
Przenikalność względna i bezwzględna.
a) Układ z dielektrykiem gazowym
b) z dielektrykiem ciekłym
εw – przenikalność elektryczna względna (dla próżni = 1)
Współczynnik stratności dielektrycznej tgδ, napięcie DC i AC.
I=IA + IC + IU
- dla DC IA i IC zanika po krótkim czasie i pozostaje tylko prąd płynnościowy
- dla AD IA i IC pojawiają się i znikają w zależności od + lub – połówki sinusoidy
Ico - Prąd ładowania poj. geom. Idealnej czyli inaczej kondensatora próżniowego
Icd – składowa pojemnościowa pojawia się po wprowadzeniu materiału izolacyjnego
Ipd – składowa czynna potrzebna do pokrycia strat energi związanej z polaryzacją
Iq – składowa czynna zwiazana z przewodzeniem dielektryka
im mniejszy tym lepiej bo tzn. że materiałowo jest dobrym izolatorem
Uj – napięcie jonizacji (pojawiają się dodatkowo jony n elektrody)
Rodzaje gazów stosowanych w elektrotechnice.
damiano_80