Воздух как диэлектрик: Газообразные диэлектрики | Электроматериаловедение | Архивы — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Содержание

Газообразные диэлектрики

К газообразным диэлектрикам относятся практически все газы. В первую очередь, это воздух, который является естественным изолятором, окружая все электрические установки. Кроме воздуха широко используют в качестве электрической изоляции неполярные газы азот, водород, углекислый газ, инертные газы, а также полярные газы фреоны, элегаз и др.

Электропроводность газов. В идеальном газе свободных носителей заряда нет. В реальных газах всегда имеется некоторое количество свободных электронов и ионов, как результат процесса ионизации молекул газа при воздействии космических и солнечных излучений, земной радиации и т.д. Одновременно с ионизацией в газах протекает процесс рекомбинации нейтральных молекул из электронов и ионов. Поэтому в нормальных условиях удельное электрическое сопротивление газов чрезвычайно велико (ρ до 1018 Ом·м). Высокие электроизоляционные свойства газов сохраняются в электрическом поле до критической напряженности Екр, после чего начинается процесс ударной ионизации лавинообразное увеличение электронов и ионов, что приводит к пробою газового промежутка.

Полностью ионизированный газ это особая равновесная высокопроводящая среда, называемая плазмой. Для воздуха в нормальных условиях критическая напряженность электрического поля Екр = 106 В/м.

Поляризация газов. Основное значение для всех газов имеет

электронная поляризация. Газы обладают малой плотностью, расстояние между молекулами велико, поэтому относительная диэлектрическая проницаемость для всех газов близка к единице (ε = 1,0002…1,002). Для воздуха ε = 1,0006.

С увеличением температуры относительная диэлектрическая проницаемость уменьшается, а с увеличением давления ε растет, так, для воздуха при p = 20 атм. ε = 1,01. При влажности воздуха

100% ε = 1,0007, а при 0% влажности ε = 1,0005.

Диэлектрические потери в газах связаны с потерями на электропроводность. Для полярных молекул ориентация диполей происходит без потерь энергии. Поэтому при отсутствии ионизации диэлектрические потери в газах весьма незначительны (tgδ < 4.10-8).

Электрическая прочность газов значительно меньше, чем у жидких и твердых диэлектриков. Для воздуха Епр = 3,2 МВ/м. Основная причина пробоя газов ударная ионизация.

Электрическая прочность газов сильно зависит от давления, степени однородности электрического поля, расстояния между электродами и частоты поля.

При малых давлениях Епр велико (рис. 24) вследствие малого числа частиц в единице объема и низкой вероятности их столкновения, при повышении давления Епр понижается. При больших давлениях уменьшается длина свободного пробега частиц, они не приобретают необходимой кинетической энергии для ионизации, и электрическая прочность увеличивается.

Рис. 24. Зависимость электрической прочности воздуха от давления

В неоднородном поле (игла-игла, игла-плоскость и т.д.) электрическая прочность оказывается ниже, чем в однородном. С увеличением расстояния между электродами Епр снижается, так как повышается фактор неоднородности поля (рис. 25).

Рис. 25. Зависимость электрической прочности воздуха от расстояния между электродами в однородном поле

С увеличением частоты поля напряжение пробоя снижается, что связано с образованием объемных зарядов из-за различной подвижности электронов и ионов. В области высоких частот (>5МГц)

продолжительность полупериода изменения поля становится соизмеримой со временем формирования электронных лавин, и пробивное напряжение резко возрастает (рис. 26).

Рис. 26. Зависимость пробивного напряжения воздуха от частоты поля

Uпр f

Uпр о

Uпр f пробивное напряжение на данной частоте, Uпр о пробивное напряжение на постоянном токе

Применение газообразных диэлектриков

Воздух является естественным изолятором в электроаппаратах и устройствах (воздушных высоковольтных выключателях, воздушных конденсаторах, в т.ч. эталонных), он одновременно обеспечивает отвод тепла.

Азот служит в качестве заменителя воздуха в тех случаях, когда недопустимо окисление.

Водород используется в качестве электроизоляционной охлаждающей среды в мощных генераторах, обладает высокой теплоемкостью.

Азот (N2), водород (h3), углекислый газ (CO2) входят в состав защитных сред многих производств.

Инертные газы (аргон, неон, криптон, ксенон, гелий) применяются для заполнения электровакуумных приборов, радиоламп, газосветных трубок различного цвета свечения.

Фреоны производные метана Ch5 или этана C2H6, в которых атомы водорода замещены атомами фтора или хлора. Например,

дихлорфторметан CCl2F2 (фреон-12) применяется в холодильной технике.

Элегаз (SF6) обладает высокой химической стойкостью, нетоксичен, в 5 раз тяжелее воздуха, применяется для заполнения высоковольтных высокочастотных конденсаторов, рентгеновских трубок, мощных трансформаторов.

Фреоны и элегаз тяжелые газы с большим молекулярным весом. Их электрическая прочность в 2,5 раза выше, чем у воздуха и составляет 7,5 МВ/м.

Материал взят из книги Электротехнические материалы (Л.Г. Петрова)

Газообразные диэлектрики

Скачать 88.97 Kb.

Название	Газообразные диэлектрики
Дата	21.03.2018
Размер	88.97 Kb.
Формат файла
Имя файла	Газообразные диэлектрики. docx
Тип	Документы #39063

Подборка по базе: ЛАБ.1. ДИЭЛЕКТРИКИ.docx, Реферат диэлектрики Кириллов Д.В. ЭЭТу-20з.pdf, Газообразные диэлектрики.docx, КОНСУЛЬТАЦИЯ № 1. Выписывание рецептов на мягкие и газообразные

Газообразные диэлектрики

Элегаз

Дихлордифторметан

Воздух

Азот

Водород

Инертные газы

Ar, Нe, Ne, Ne + пары Hg или Na имеют низкую электрическую прочность, применяются в газоразрядных приборах, например, в лампах дневного освещения.

Имеет высокую теплопроводность – на порядок больше, чем у воздуха (λ_возд= 0,03 вт/м·град, λ_Н2= 0,2 вт/м·град). Применяются в качестве электроизоляционной и охлаждающей среды в мощных электрических генераторах.

Достоинства:

применение вместо воздуха позволяет:

§ улучшить охлаждение электрических машин;

§ уменьшить потери на трение в подшипниковых узлах;

§ замедлить старение электрической изоляции электрических машин;

§ уменьшить опасность пожара при коротком замыкании;

§ улучшить работу щеток;

§ увеличить кпд и мощность электрических машин.

Недостатки: повышенная опасность работы, т.к. водород с воздухом при содержании 4 – 75% об. образует взрывоопасные («гремучие») смеси. Для повышения безопасности работы внутри аппаратов создают избыточное давление.

Является нейтральным веществом, не взаимодействует с металлами, твердыми и жидкими диэлектриками. Применяется для заполнения газовых конденсаторов и свободных объемов трансформаторов для предотвращения окисления трансформаторного масла кислородом воздуха.

Естественный, бесплатный диэлектрик, применяется в качестве естественной изолирующей среды в открытых линиях электропередач, открытых распределительных устройствах (ОРУ), воздушных выключателях.

Достоинства:относительно высокая электрическая прочность.

Недостатки:токсичен, вызывает коррозию металлов и некоторых твердых органических электроизоляционных материалов, экологически опасен – разрушает озоновый слой земной атмосферы.

Достоинства: нетоксичен, не разлагается до t = 800 ºС; при давлениях до 2,0 МПа сохраняет газообразное состояние, при этом имеет высокую электрическую прочность (на уровне жидких диэлектриков) и низкую плотность, что позволяет создавать легкие и компактные электрические устройства и аппараты.

Недостатки: продукты разложения токсичны и химически активны.

Применяетсяв высоковольтных кабелях, газовых выключателях, коммутационых аппаратах при U > 110 кВт, ЗРУ, трансформаторах.

Достоинства: при нормальном давлении их электрическая прочность находится на уровне электрической прочности жидких диэлектриков, при этом они имеют на три порядка меньшую плотность, что позволяет уменьшить массу электрических аппаратов; нетоксичны, имеют высокую нагревостойкость, стойки к электрическому старению.

Недостатки: относительно высокая стоимость.

Применяетсяв высоковольтных кабелях, газовых выключателях, ЗРУ, трансформаторах.

Преимуществами газов перед остальными видами электроизоляционных материалов являются высокое удельное электрическое сопротивление, малый тангенс угла диэлектрических потерь, малая, близкая к единице диэлектрическая проницаемость. Наиболее же ценным свойством газов является их способность восстанавливать электрическую прочность после разряда.

Кроме воздуха в качестве электрической изоляции широко используют двух- и трехатомные газы — азот, водород, углекислый газ. Значения электрической прочности этих газов при нормальных условиях мало отличаются друг от друга и могут с достаточной точностью приниматься равными прочности воздуха.

Газ	Плотность кг/м³	Температура кипения, ^oC	E_пр.г/Е_пр.в
Азот	1.25	-196	1.0
Гексафторид серы (элегаз)	6.70	-64	2.3
Дихлорфторметан (фреон-12)	6. 33 (при -30^oC)	-30	2.4
Гексафторэтан	9.01	-78	2.0
Трифторметилпентафторсера	—	-20.4	3.05

В таблице приведены отношения электрической прочности некоторых газов Е_пр.г к электрической прочности воздуха Е_пр.в, которое принято за единицу, а также даны точки кипения газов при нормальном давлении.

Наилучшим образом требованиям к газам, применяемым в электроизоляционных конструкциях, удовлетворяет элегаз и фреон. Зависимость Е_пр/p от произведения p^.h (h— расстояние между электродами, p -давление) в однородном поле для воздуха, элегаза и фреона -12 показана на рисунке 7. 1.

Рис. 7.1. Зависимость Е_пр/р от произведения ph в однородном поле для воздуха, элегаза и фреона

Гексафторэтан нельзя использовать при повышенных давлениях из-за низких критических параметров (Р_к_р=3.3 МПа; Т_кр=-24^оС).

Следует отметить нежелательность использования фторсодержащих газов из-за их отрицательного воздействия на озоновый слой Земли

Лучше всего требованиям к газам, применяемым в электроизоляционных конструкциях, удовлетворяют элегаз SF₆ и фреон СС₁₂F₂. Гексафторэтан нельзя использовать при повышенных давлениях из-за низких критических параметров (Р_кр= 3.3 Мпа, Т_кр = -24^оС).

Азот имеет с воздухом практически одинаковую электрическую прочность и часто применяется вместо него для заполнения газовых конденсаторов и других целей, так как не содержит кислорода, оказывающего окисляющее влияние на соприкасающиеся с ним материалы.

Значительный интерес представляет водород, имеющий весьма высокий коэффициент теплопроводности, несмотря на его меньшую электрическую прочность по сравнению с воздухом. Водород применяется в качестве электроизоляционной и охлаждающей среды в крупных турбогенераторах.

Элегаз или гексафторид серы (SF₆) имеет электрическую прочность примерно в 2.5 раза выше, чем у воздуха. Поскольку элегаз обладает низкой температурой кипения и высокой плотностью, примерно в 5.1 раза тяжелее воздуха, он может быть сжат до давления 2 Мпа без сжижения. Элегазнетоксичен, химически стоек, не разлагается при нагреве до 800^оС

Особенно велики его преимущества при повышенных давлениях. Элегаз обладает не только более высокой электрической прочностью, чем воздух, но и существенно более высокой дугогасящей способностью. Поэтому нарастающими темпами идут разработка и создание элегазовых выключателей и распределительных устройств, в которые наряду с выключателями входят разъединители, короткозамыкатели, трансформаторы тока и напряжения. Элегазовая изоляция наиболее широко применяется в герметизированных распределительных устройствах (ГРУ) на напряжение 110 кВ и выше. В последнее время наметилась тенденция практического использования элегаза в высоковольтных кабелях, созданы опытные образцы. Преимуществами элегазового кабеля по сравнению с бумажно-масляным являются малая электрическая емкость и диэлектрические потери, хорошее охлаждение. Благодаря таким преимуществам по элегазовым кабелям можно передавать очень большие мощности.

причины уменьшения и методы контроля

Передача электрической энергии на любые расстояния осуществляется по металлическим проводникам, которые обязательно должны отделятся диэлектриком. От качества изоляции во многом зависят не только эффективность работы энергосистемы, но и безопасность человека. Однако со временем технические характеристики диэлектрика утрачиваются, из-за чего во всех устройствах периодически должна проверяться электрическая прочность изоляции.

Электрическое старение может ускоряться из-за воздействия ряда факторов, чтобы разобраться в них мы более детально рассмотрим строение и физические процессы, протекающие в диэлектрических материалах.

Что такое электрическая прочность?

Под электрической прочностью для любой изоляции следует понимать такую минимальную разность потенциалов, приложенную к единице толщины, при которой начинают происходить разряды. Электрическая прочность представляет собой нелинейную функцию, изменение которой зависит от таких факторов:

Толщины изоляции;
Диэлектрической проницаемости;
Температуры как окружающего пространства, так и самой изоляции;
Тип диэлектрика;
Род приложенного напряжения (переменное или постоянное).

Таким образом, можно сказать, что прочность изоляции определяет пробивное напряжение. На практике для каждого материала этот параметр вычисляется эмпирическим путем после проведения многочисленных испытаний.

Рис.

1. Воздействие напряжения на диэлектрик

Величина измеряется как В/мм или кВ/см и т.д., к примеру, сухой воздух, в среднем, обладает прочностью 32кВ/см.

Однако прочность изоляции будет зависеть и от агрегатного состояния материала:

Твердые диэлектрики – наиболее распространенные в кабельно-проводниковой продукции, предназначены для изготовления изоляции жил, корпусов приборов, прокладок и т.д. После пробоя или микро пробоя происходит разрушение изоляции, образуются каналы, по которым повторный пробой будет происходить уже при меньшем напряжении.
Жидкие диэлектрики – наиболее распространенный вариант – трансформаторное масло, используемое в трансформаторах, выключателях, кабелях высокого напряжения. За счет подвижной структуры обладают способностью к восстановлению, благодаря чему они отлично проявляют себя в тех же масляных выключателях, где изоляция одновременно гасит дугу, а после этого восстанавливается.
Газообразная изоляция – вокруг обмоток трансформатора или других электрических аппаратов используется воздух, то же можно сказать о некоторых типах высоковольтных выключателей. Но в современных приборах часто применяется элегаз или азот. Газы также легко восстанавливаются после пробоя.

Физически электрическая прочность диэлектриков обеспечивается за счет отсутствия свободных носителей заряда в материале. Молекулы диэлектрика настолько прочно удерживают электроны на крайних орбитах, что даже приложенное напряжение не может вырвать их с орбит. Разумеется, что если рассмотреть идеальный вариант – расположение материала между двумя пластинами, на которые подано напряжение, то через него протекать не будет. Однако все атомы будут получать дополнительную энергию, что создаст большую напряженность электрического поля, как во всей твердой изоляции, так и в каждом отдельном атоме.

Но, если между вышеприведенными пластинами поместить не один кусок диэлектрика, а две из разных материалов или половину из воздуха, а вторую из пластика, то напряженность электрического поля в этих материала будет отличаться из-за того, что у них разная диэлектрическая проницаемость. Это является одним из важнейших факторов снижения электрической прочности.

Причины уменьшения электрической прочности

Самое сильное влияние на состояние изоляции оказывает подача переменного напряжения и температурные скачки до предельных норм и выше. Температурные колебания в большую сторону ускоряют движение атомарных частиц, что повышает проводимость изоляции, и, соответственно, снижает ее электрическую прочность. Понижение температуры имеет обратный эффект – для атомов требуется больше энергии, чтобы предоставить свободу электронам или ионам в толщине диэлектрика.

Переменное напряжение создает поляризацию частиц, которые 100 раз в секунду изменяют свое направление на противоположное. Для материалов с высокой степенью чистоты данный фактор не представляет большой угрозы, однако все включения инородных веществ ведут себя иначе. Из-за неоднородности поля при переходе от изоляции к включению происходит изменение физических параметров электрических величин. Со временем включения расширяются и достигают величины микротрещин, что и приводит к старению изоляции.

Конечным результатом снижения прочности изоляции является электрический пробой, который может привести к разрушению диэлектрика и выходу со строя соответствующего оборудования.

По виду они подразделяются на:

Электрический – происходит в твердых изоляционных материалах, характеризуется лавинообразным процессом при котором разрываются естественные связи внутри атома;
Тепловой пробой – происходит когда изоляция получает больше тепловой энергии, чем способна отвести. Возникает как следствие размягчения, которое приводит к деформации и уменьшению толщины материала;
Электромеханический – характерен для хрупкой изоляции (фарфора, керамики) где внутренние разряды приводят к механическим повреждениям;
Электрохимический – обуславливается изменением химического состава изоляции. Чаще всего, в результате старения, иногда за счет диффузии металла проводника в поры диэлектрика, что и снижает электрическую прочность;
Ионизационный – присущ тем диэлектрикам, где присущи газовые включения или другие неоднородности, в которых происходит ионизация частиц.

На практике вышеперечисленные виды, чаще всего, дополняют друг друга, поэтому электрическая прочность снижается не сразу, а со временем старения.

Рис. 2. Зависимость видов пробоя

Методы контроля

Контроль состояния и электрической прочности позволяет вовремя выявлять дефекты или старение диэлектрика в обмотках силовых трансформаторов, проходных и опорных изоляторах, высоковольтных вводах, силовых кабелях и других видах оборудования. Благодаря этому устройства можно заменить или отремонтировать, просушить изоляционную среду или установить новую обмотку. Современные испытательные установки для проверки электрической прочности могут применять различные методики.

Наиболее популярными являются:

Измерение сопротивления изоляции – производится при помощи мегаомметра напряжением в 500, 1000 или 2500В, в зависимости от номинала испытуемого агрегата. Длительность и нормы регламентируются Приложением 3 ПТЭЭП, на внутреннюю изоляцию подается напряжение и происходит измерение сопротивления.
Испытание повышенным напряжением – выполняется путем подачи на внешнюю изоляцию, устройство или его часть через испытательный трансформатор кенотронной установки повышенного напряжения. Данная процедура носит временный, а в некоторых случаях и импульсный характер, технология и нормы испытательных напряжений регламентируются ГОСТ 246060.1-81, а также более современным ГОСТ Р55195-2012 для различных видов оборудования, бумажной изоляции и прочих.
Измерение угла диэлектрических потерь – в идеальном диэлектрике этот параметр должен равняться 0, но чем меньше электрическая прочность, тем больше потери в изоляции. Возникает разница между активной и реактивной составляющей переменного тока, из-за чего и возрастает tg δ, что показано на рисунке ниже:

Рис. 3. Тангенс угла диэлектрических потерь

Примеры расчетов

Для вычисления электрической прочности любого диэлектрика вам необходимо знать условия эксплуатации и геометрические параметры, которые затем сравниваются с табличными данными. Например, если у вас имеется промежуток с воздушным диэлектриком 2 см, к которому будет приложено напряжение в 20 кВ.

Далее вычислим напряженность электромагнитного поля по формуле:

E = U/d;

где E – это напряженность поля, U – напряжение в электрической цепи, d – толщина изоляционного слоя.

Рис. 4. Пример расчета

Тогда напряженность для этого примера составит E = 20/2 = 10 кВ/см. Далее сравниваем полученную величину с электрической прочностью для воздуха из таблицы ниже:

Таблица: Электрическая прочность материалов

*Наименование диэлектрика*	*Электрическая прочность, кВ/см*
Бумага кабельная сухая	60 – 90
Бумага, пропитанная маслом	100 – 250
Воздух	30
Масло трансформаторное	50 – 180
Миканит	150 – 300
Мрамор	35 – 55
Парафин	150 – 300
Электрокартон сухой	80 – 100
Электрокартон, пропитанный маслом	120 – 170
Слюда мусковитая	1200 – 2000
Слюда флогопит	600 – 1250
Стекло	100 – 400
Фибра	40 – 110
Фарфор	180 – 250
Шифер	15 – 30
Эбонит	80 – 100

Из таблицы видим, что пробой воздуха может начаться при 30 кВ/см, в наших расчетах получилась величина 10 кВ/см, значит, изоляция нормально выдержит такой режим работы.

Литература

Основы кабельной техники/ под ред. И.Б. Пешкова. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 432 с.
Физика диэлектриков. Г. А. Воробьев, Ю. П. Похолков, Ю. Д. Королев. Учебники Томского политехнического университета. 2003 г.
Техника высоких напряжений (изоляция и перенапряжения). А.С. Красько, Е.Г. Пономаренко. Курс лекций. Часть 1. БНТУ. 2012 г.

Электрическая прочность диэлектриков — презентация онлайн

1. №5. Электрическая прочность диэлектриков

Содержание лекции:
— определение пробоя диэлектриков и электрической прочности;
— методы определений.
Цели лекции: изучить явления пробоя диэлектриков.
5.1 Пробой диэлектриков
Каждый диэлектрик в электрическом поле теряет изоляционные
свойства, если напряженность поля Е превысит некоторое
критическое значение. Это явление носит название пробоя
диэлектрика. Напряжение, при котором происходит пробой,
называется пробивным напряжением Uпр, а Епр — пробивной
напряженностью.

Пробивная напряженность поля Епр,
определяется отношением пробивного Uпр к толщине
диэлектрика в месте пробоя

Епр = Uпр/ ,
• где — толщина диэлектрика, м.
• В системе СИ Епр измеряется в В/м; но для практических
расчетов удобной единицей измерения является кВ/мм: 1 В/м =
10 -6 кВ/мм.
• Разряд в воздухе у поверхности твердого диэлектрика
называется поверхностным пробоем или поверхностным
перекрытием. На величину поверхностного разряда оказывают
влияние форма электрического поля, обусловленная
конфигурацией
электродов
и
диэлектрика,
частота
переменного тока, состояние поверхности диэлектрика,
давление воздуха.
• При пробое в газах или жидких диэлектриках, в силу
подвижности молекул, пробитый участок после снятия
напряжения U восстанавливает свои первоначальные свойства.
• При пробое твердого диэлектрика в нем остается след в виде
пробитого, прожженного или оплавленного отверстия
неправильной формы.

Повреждение поверхности твердого
диэлектрика, связанное с образованием проводящих следов,
называют трекингом.
• Номинальное напряжение Uн электрической изоляции должно
быть меньше пробивного напряжения Uпр
Uпр/Uн = Кпр
• Это отношение называют коэффициентом запаса электрической
прочности.
• Продолжительное воздействие электрического поля высокой
напряженности Е приводит к необратимым процессам в
диэлектрике, в результате которых его Uпр снижается, т.е.
происходит электрическое старение изоляции. Вследствие такого
старения срок службы изоляции ограничен. Кривую зависимости
Uпр от времени приложения напряжения U называют кривой жизни
электрической изоляции.
• Электрическая прочность диэлектриков зависит от агрегатного
состояния, от химического состава, структуры вещества и
воздействия внешних факторов (температуры, атмосферного
давления, толщины, частоты и однородности поля, времени
приложения напряжения, влажности и др).

• Механизм пробоя газообразных, жидких и твердых диэлектриков
имеют существенные различия.

Пробой газов.
Число электронов, образующихся в 1 сек. В 1 см3 воздуха
под действием радиоактивности Земли или космических лучей,
составляет от 10 до 20. Эти электроны являются начальными
зарядами, приводящими к пробою газа в достаточно сильном
поле.
При увеличении Е электроны между двумя соударениями
приобретают энергию W=eλE (3.60) достаточную для ионизации
молекул газа W>Wи, где Wи – энергия ионизации, е – заряд
электрона, λ – длина свободного пробега. При столкновении с
атомами и молекулами они порождают новые электроны. При
этом «вторичные» электроны под действием поля, в свою
очередь, вызывают ионизацию молекул газа. В результате,
число электронов в газовом промежутке увеличивается
лавинообразно. Интенсивность этого процесса определяется
коэффициентом ударной ионизации α, равным числу
ионизации электронов на единицу длины пути.

Эти электроны
распределяются в межэлектродном пространстве, образую
электронную лавину.

Пробой жидких диэлектриков
• Жидкие диэлектрики обладают более высокой электрической
прочностью, чем газы в нормальных условиях. Более высокая
прочность жидких диэлектриков обусловлена их более высокой
плотностью (в 2000 раз) и значительно меньшими
межмолекулярными расстояниями.
• Предельно чистые жидкости получить чрезвычайно трудно.
Постоянными примесями в жидкости являются вода, газы и
мельчайшие механические частицы. Наличие примесей сильно
осложняет явление пробоя жидких диэлектриков.
• В жидких диэлектриках возможны следующие виды пробоя:
• электрический, вследствие ударной ионизации;
• тепловой пробой при резко возрастающих диэлектрических
потерях и нагрева жидкости в местах наибольшего скопления
примесей;
• ионизационный, вследствие ионизации газовых включений
жидкости, роста диэлектрических потерь.

Пробой твердых диэлектриков
• Физическая картина пробоя твердых диэлектриков
может быть весьма различна: ионизационные процессы;
вторичные
процессы,
обусловленные
сильным
электрическим полем Е; нагрев; химические реакции;
частичные разряды; механические напряжения в
результате электрострикции; образования объемных
зарядов на границах неоднородностей и т.

д. Поэтому
различают несколько механизмов пробоя твердых
диэлектриков:
— электрический
— тепловой
— электрохимический
— ионизационный
— электромеханический
Методы экспериментального определения электрической
прочности
• Электрическая прочность жидких и твердых диэлектриков
определяется на установках типа
АИИ — 70, позволяющих
производить испытания на постоянном и переменном U в
пределах от 0 до 70 кВ. Принципиальная схема электрических
соединений установки АИИ — 70 дана на рисунке 3.3.
1 — резервуар с электродами для испытания жидких диэлектриков;
2 — вывод постоянного U для испытания твердых диэлектриков;
3 — вывод переменного U для испытания твердых диэлектриков.
Рисунок 5.3 — Электрическая схема испытательной установки АИИ — 70
• Пробивное напряжение и электрическая
прочность
• Минимальное напряжение Uпр, приложенное
к диэлектрику, и приводящее к образованию в
нем
проводящего
канала,
называется
пробивным напряжением.

В зависимости от
того замыкает канал или нет оба электрода
пробой
может
быть полным, неполным или частичным. У
твердых
диэлектриков
возможен
также поверхностный пробой, после которого
повреждается поверхность, образуя так
называемый трекинг, науглероженный след на
органических
диэлектриках.
Отношение
импульсного пробивного напряжения к его
статическому больше
• единицы и называется коэффициентом импульса.
Зависимость пробивного напряжения от времени
приложения напряжения называют кривой жизни
электрической изоляции. Снижение Uпр от времени
происходит
из-за
электрического
старения изоляции — необратимых процессов под
действием
тепла
и
электрического
поля. Электрической прочностью называют
напряженность электрического поля при пробое
изоляции
в
однородном
электрическом
поле Eпр=Uпр/h, где Eпр, В/м, Uпр — пробивное
напряжение, В, h — толщина диэлектрика, м.

Кроме
В/м электрическую прочность часто выражают в
МВ/м или кВ/мм. Соотношение между этими
единицами такое: 106 В/м = 1 МВ/м = 1 кВ/мм.
• Электрический
пробой
разрушение
диэлектрика,
обусловленное
ударной
ионизацией электронами или разрывом связей
между атомами, ионами или молекулами в
течение 10 -5-10 -6 с. Eпр при электрическом
пробое зависит главным образом от
внутреннего
строения
диэлектрика
и
практически не зависит от температуры,
частоты
приложенного
напряжения,
геометрических размеров образца, вплоть до
толщин 10 -4-10 -5 см. По сравнению с воздухом,
у которого Eпр » 3 МВ/м, наибольших значений
при электрическом пробое достигает Eпр у
твердых диэлектриков — 102-103МВ/м, в то
время как у тщательно очищенных жидких
диэлектриков составляет примерно 102 МВ/м.
• Электротепловой пробой
• Электротепловой
(тепловой)
пробой
возможен,
когда
выделяющееся
в
диэлектрике за счет электропроводности
или диэлектрических потерь тепло Q1 становится больше отводимой теплоты Q2.

В результате в месте пробоя происходит
прогрессирующий разогрев диэлектрика,
сопровождающийся образованием узкого
проплавленного
канала
высокой
проводимости.
• Если не учитывать распределение температуры по
толщине диэлектрика, то можно легко получить
приближенное
выражение
для
анализа
зависимости Uпр от влияния различных факторов.
Пусть
Q1 = U 2 ω C tgδ (4.1)
• Если в диэлектрике будут только потери
проводимости (неполярный диэлектрик), то
tgδ = tgδ0 exp[a(T- T0)],
• где а и tgδ0 зависят от природы диэлектрика, Т0 температура окружающей среды (электродов), T температура диэлектрика. Количество отводимого
тепла определяется равенством
Q2 = 2σS(T- T0) (4.2)
• где σ — суммарный коэффициент теплоотвода от
диэлектрика в окружающую среду, S — площадь
электрода.
• Из графического представления зависимости Q1 и Q2 от
температуры (рис. 4.1) видно, что при U1 и T1 будет
устойчивое
тепловое
равновесиеQ1
=
Q2;
при U2, T2 и U1, T3 — состояние неустойчивого теплового
равновесия, при нарушении которого в результате
прогрессивного разогрева диэлектрика будет тепловой
пробой.

Видно, что U3 = Uпр. Из условия теплового
равновесия
• Uпр = Ö 2σ S (Tкр-To)/(2π f C tgδo) • exp[-a(Tкр-To)/2],
• где Tкр соответствует температуры T2 и T3.
• Тепловой пробой обычно происходит в течение 10 -2 -10 3 с, а E около 10 МВ/м.
пр
• Пробой диэлектрика при тепловом пробое происходит
там, где хуже всего теплоотдача. Eпр при тепловом пробое
уменьшается: при увеличении температуры, времени
выдержки образца под напряжением; при увеличении
толщины диэлектрика из-за ухудшения теплоотвода от
внутренних слоев (Uпр с увеличением толщины
диэлектрика растет нелинейно).
• Электрохимический пробой
• происходит при напряжениях меньших
электрической прочности диэлектрика.
Вызывается
изменением
химического
состава и структуры диэлектрика в
результате электрического старения. Время
развития этого вида пробоя 103 — 108с.
• Пробой газообразных диэлектриков
• Пробой газов определяется двумя механизмами лавинным и лавинно-стримерным, связанными с
процессами ударной ионизации электронами и
фотоионизацией.

Для пробоя газа в постоянном
однородном поле (рис. 4.2) характерна зависимость Епр
от давления. Давление 0,1 МПа соответствует
нормальному атмосферному давлению. Eпр при
больших давлениях растет в связи с уменьшением
длины свободного пробега электронов и уменьшением
вероятности актов ионизации; возрастание Eпр при
малых давлениях связано с уменьшением вероятности
столкновения электронов с молекулами газа из-за
малой плотности газа. Eпр воздуха в однородном поле
растет, как показано на рис. 4.3 с уменьшением
расстояния между электродами из-за уменьшения
вероятности столкновения электронов с молекулами
газа.
• Пробивное напряжение газов существенно
снижается в неоднородных полях, например
для воздуха при h=l см от 30 кВ до 9 кВ. В
неоднородном поле влияет также полярность
электродов. Так для электродов с малым
радиусом кривизны Uпр при положительной
полярности оказывается меньше, чем при
отрицательной. Это связано с образованием
положительного объемного заряда у острия в
результате развития коронного разряда, что
приводит к возрастанию напряженности поля
в остальной части промежутка.

• Пробой жидких диэлектриков
• Электрическая форма пробоя, развивающаяся
за время 10 -5-10 -8 с, наблюдается в тщательно
очищенных
жидких
диэлектриках
и
связывается с инжекцией электронов с
катода. Епр при этом достигает 107 В/м, В
технически чистых жидких диэлектриках
пробой носит тепловой характер.
• На
электрический
пробой
жидких
диэлектриков влияют многие факторы, числу
которых относятся материал электродов,
примеси, загрязнение жидкости; дегазация
жидкости
и
электродов;
длительность
воздействия
напряжения;
скорость
возрастания напряжения и его частоты;
температура, давление и др.
• В неочищенных жидкостях пробивное напряжение
определяется действующим значением (тепловой
характер пробоя), в очищенных-амплитудным
(электрическая форма пробоя). Более сильное
влияние примесей и загрязнений как жидких, так и
газообразных сказывается на низких частотах.
Увеличение
электрической
прочности
трансформаторного
масла
происходит
при
фильтрации и сушке (при частоте 50 Гц- втрое, на
частоте 105 Гц- только на 30%).

• Для многих жидкостей в зависимости пробивного
напряжения от температуры имеется максимум при
температурах 30-80°С, высота которого уменьшается
с ростом частоты (в пределах 0,4-12 МГц). Кривая
тангенса угла диэлектрических потерь при
температуре максимума проходит через минимум.
• Увеличение давления от 60 до 800 мм. рт. ст.
• увеличивает пробивное напряжение на
200-300%.
• Добавка к жидкости частиц вещества с
диэлектрической проницаемостью
большей, чем у жидкости, приводит к росту
тока в несколько раз.

Газообразные и жидкие диэлектрики

⇐ ПредыдущаяСтр 21 из 28Следующая ⇒

Газообразные диэлектрики.

10.1.1. Основные характеристики.

Электроотрицательные газы, применение в энергетике.

Жидкие диэлектрики. Применение в энергетике.

Общие свойства.

Используемые и перспективные жидкие диэлектрики.

В лекциях 10 и 11 будут рассмотрены вопросы, касающиеся основных свойств и применения диэлектриков. При этом больше будет уделено внимания общим сведениям и информации о новых перспективных материалах, получение конкретных сведения о свойствах конкретных материалов предполагаются из справочников по электротехническим материалам.

Газообразные диэлектрики.

Основные характеристики.

Основные характеристики газов, как диэлектриков, это диэлектрическая проницаемость, электропроводность, электрическая прочность. Кроме того, зачастую важны теплофизические характеристики, в первую очередь теплопроводность.

Диэлектрическую проницаемость газов очень просто рассчитать по формуле e = 1+n(a+m²¤3kT)/e₀, где n- число молекул с поляризуемостью a и дипольным моментом m в единице объема. Обычно значение eблизко к 1, отличие от единицы можно обнаружить в 3-4 знаке после запятой. Причина этого — малое число молекул в газовой фазе n.

Электропроводность газов обычно не хуже 10^-13См/м, причем, как было показано во второй лекции, основным фактором вызывающим проводимость в не очень сильных полях, является ионизирующее излучение. Вольт-амперная характеристика имеет три характерные зоны — омическое поведение, насыщение, экспоненциальный рост. Диэлектрические потери незначительны и их стоит учитывать только в третьей области.

Электрическая прочность у газов, сравнительно с прочностью жидкостей и твердых диэлектриков, невелика и сильно зависит как от внешних условий, так и от природы газа. Обычно пробивные характеристики разных газов сопоставляют при нормальных условиях (н.у.). Эти условия — давление 1 атм, температура 20 °С, электроды, создающие однородное поле, площадью 1 см², межэлектродный зазор 1 см. Воздух при н.у. имеет электрическую прочность 30 кВ/см. Коэффициент к, показывающий отношение электрической прочности газа к электрической прочности воздуха составляет для некоторых газов, используемых в технике: водород — к = 0. 5, гелий — к = 0.2, элегаз к = 2.9, фреон-12 — к = 2.4, перфторированные углеводородные газы к = (4-10),.

Теплопроводность газов l также невелика по сравнению с теплопроводностью твердых тел и жидкостей, наибольшее ее значение l= 0.2 Вт/(м×К) — у водорода. Для наиболее популярных газов l= 0.03 Вт/(м×К)—воздух, l= 0.012 Вт/(м×К) — элегаз. Для сравнения — у алюминия l= 200 Вт/(м×К).

Максимальные температуры эксплуатации газов определяются либо разложением молекул газа (характерно для сложных молекул), либо увеличением электропроводности до перехода из диэлектрического до резистивного состояния за счет ионизации и диссоциации молекул газа под действием тепловой энергии. Характерные температуры для второго варианта — порядка и более тысячи градусов.

Электроотрицательные газы, применение газообразных диэлектриков.

Наибольшее применение из газов в энергетике имеет воздух. Это связано с дешевизной, общедоступностью воздуха, простотой создания, обслуживания и ремонта воздушных электроизоляционных систем, возможностью визуального контроля. Объекты, в которых применяется воздух в качестве электрической изоляции — линии электропередач, открытые распределительные устройства, воздушные выключатели и т.п.

Электроотрицательными называются газы, молекулы которых обладают сродством к электрону, это означает, что при захвате электрона и превращении молекулы в отрицательный ион выделяется энергия. Этот процесс приводит к явлению прилипания электронов, и уменьшению, тем самым, эффективного коэффициента ударной ионизации на значение коэффициента прилипания ha_эфф= a-h. Поэтому электроотрицательные газы имеют повышенную электрическую прочность. Из электроотрицательных газов с высокой электрической прочностью наибольшее применение нашел элегаз SF_6.. Свое название он получил от сокращения “электрический газ”. Уникальные свойства элегаза были открыты в России, его применение также началось в России. В 30^х годах известный ученый Б.М. Гохберг исследовал электрические свойства ряда газов и обратил внимание на некоторые свойства шестифтористой серы SF₆. Электрическая прочность при атмосферном давлении и зазоре 1 см составляет Е = 89 кВ/см. Молекулярная масса составляет 146, характерным является очень большой коэффициент теплового расширения и высокая плотность. Это важно для энергетических установок, в которых проводится охлаждение каких-либо частей устройства, т.к. при большом коэффициенте теплового расширения легко образуется конвективный поток, уносящий тепло. Из теплофизических свойств: температура плавления = -50 °С при 2 атм, температура кипения (возгонки) = -63°С. Низкие значения последних параметров означают возможность применения элегаза при низких температурах.

Из других полезных свойств отметим следующие: химическая инертность, нетоксичность, негорючесть, термостойкость (до 800°С), взрывобезопасность, слабое разложение в разрядах, низкая температура сжижения. В отсутствие примесей элегаз совершенно безвреден для человека. Однако продукты разложения элегаза в результате действия разрядов (например в разряднике или выключателе) токсичны и химически активны.

Комплекс свойств элегаза обеспечил достаточно широкое использование элегазовой изоляции. В устройствах элегаз обычно используется под давлением в несколько атмосфер для большей компактности энергоустановок, т.к., как вы знаете, электрическая прочность увеличивается с ростом давления. На основе элегазовой изоляции созданы и эксплуатируются ряд электроустройств, из них кабели, конденсаторы, выключатели, компактные ЗРУ (закрытые распределительные устройства). Наиболее широкое применение элегаз нашел за рубежом, в особенности в Японии. Например, использование элегаза позволяет в десятки раз уменьшить размеры распредустройств, что очень актуально при высокой стоимости земли для размещения энергохозяйства. Это выгодно даже несмотря на высокую стоимость элегаза — более 10$ за 1 килограмм.

Жидкие диэлектрики.

Общие свойства.

С электрофизической точки зрения наиболее важными характеристиками жидкостей являются диэлектрическая проницаемость, электропроводность и электрическая прочность.

Диэлектрическая проницаемость является истинной характеристикой жидкостей и характеризуется дипольным моментом и поляризуемостью молекул. В качестве примера — у неполярного диэлектрикагексана дипольный момент отсутствует, поляризация имеет чисто электронный характер и, вследствие этого, диэлектрическая проницаемость мала e £ 2. Трансформаторное масло, являясь смесью веществ, имеет в своем составе небольшое количество полярных молекул, обладающих дипольным моментом. Поэтому e возрастает до ~ 2,2-2,4. Касторовое масло имеет больше полярных молекул, следовательно больше e ~4,5. Этиловый спирт, глицерин, вода являются представителями полярных веществ, диэлектрическая проницаемость составляет 24, 40, 81 соответственно.

Для неполярных жидкостей e < 3 диэлектрическая проницаемость можно рассчитать, зная концентрацию и поляризуемость молекул. Для этого применяется формула Клаузиуса-Моссотти (e-1) ¤(e+2) = na¤3e₀.

Электропроводность жидкостей определяется ионизацией молекул, наличием в жидкости примесей особого сорта: ионофоров и ионогенов, возникновением электрогидродинамических течений, как уже рассматривалось во второй лекции. Кроме того, в жидкостях возникают т.н. двойные электрические слои.

Двойной электрический слой — образование в жидкости, на границе с другими телами (электроды, диэлектрики, несмешивающиеся жидкости), заряженных слоев с повышенной электропроводностью, причем поверхность раздела и объем жидкости приобретают заряды разного знака.

Образование двойных слоев актуально для технических жидких диэлектриков, например для транспорта по трубам горючих диэлектрических сред типа нефти, конденсата и т. д. Устранение двойных слоев может быть осуществлено только при тщательной очистке диэлектрических жидкостей от ионизирующихся примесей.

Очистка диэлектрических жидкостейможет осуществляться дистилляцией, в.т.ч. под вакуумом, частичной кристаллизацией, адсорбцией, ионным обменом. При этом, как правило, уменьшается электропроводность, диэлектрические потери, возрастает электрическая прочность.

Основной примесью, дающей проводимость жидких диэлектриков является вода, а основными примесями, уменьшающими электрическую прочность являются микрочастицы, микропузырьки и вода. Поэтому в практике энергосистем для регенерации трансформаторного масла его фильтруют, обезгаживают вакуумированием, осушают с помощью пропускания через объем, заполненный адсорбентами (цеолитами, либо силикагелем).

Цеолиты — твердые вещества естественного или искусственного происхождения, обладающие большой удельной поверхностью за счет пор молекулярных размеров и возможностью адсорбции примесей в этих порах. Силикагель — пористый адсорбент для поглощения влаги и полярных примесей. Он обладает меньшей избирательностью по отношению к разным примесям и меньшей удельной поверхностью по сравнению с цеолитами.

Электропроводность жидкостей наиболее радикально (до 6 порядков величины по сравнению с данными из справочников) возрастает после применения нового способа очистки- электродиализа.

Электродиализ — способ удаления ионов из промежутка за счет пропускания постоянного тока при использовании ионообменных мембран, проводимость которых осуществляется только одним видом ионов: в катионообменной носители заряда — катионы, ее располагают у катода, в анионообменной носители заряда — анионы, ее располагают у анода.

За счет различных способов очистки жидкостей в исследованиях удавалось получить электропроводность не выше электропроводности лучших твердых диэлектриков, а именно до 10^-19 См/м.

Электрическая прочность — также, как и электропроводность, в значительной степени является технологической характеристикой жидкого диэлектрика и электродов, способов приготовления и эксплуатации изоляционного промежутка. На нее влияют не только те примеси, которые определяют электропроводность, но и форма и материал электродов, длительность импульса, наличие пузырьков. Есть несколько наиболее общих и очевидных приемов увеличения электрической прочности: дегазация жидкости, пропускание через адсорбент, пропускание через фильтр с субмикронными размерами пор. Некоторые из этих способов используются в энергосистемах для осушки и регенерации масла.

Двадцать-тридцать лет назад велись споры, является ли электрическая прочность “истинной” характеристикой жидкости. Этот вопрос достаточно принципиален. Дело в том, что если измеренная электрическая прочность является истинной характеристикой, то практически бессмысленны попытки ее увеличения. Если электрическую прочность считать технологической характеристикой, следствием протекания определенных предпробивныхпроцессов, то резонно, что воздействием на эти процессы можно управлять электрической прочностью. Как указывалось в лекции 9, электрический пробой является следствием цепочки событий, которые весьма чувствительны как к примесям, так и к свойствам границы раздела “электрод-жидкость”. Поэтому пробоем можно управлять.

Для примера рассмотрим эксперименты по пробою на постоянном напряжении замечательной диэлектрической жидкости — перфтортриэтиламина (С₂F₅)₃N. Первые измерения свежезалитой жидкости без специальной очистки жидкости и электродов дали значения электрической прочности Е_пр= 60-70 кВ/см, причем с ростом числа пробоев электрическая прочность слабо возрастает до 70-80 кВ/см. Если жидкость подвергнуть операциям дегазирования, обезвоживания и фильтрации, то можно получить 200-300 кВ/cм. После дополнительного проведения тренировочной серии в 20-30 маломощных разрядов электрическая прочность достигала 550-600 кВ/см.

⇐ Предыдущая16171819202122232425Следующая ⇒

Газообразные и жидкие диэлектрики

Bog’liq
физика конденсированного состояния
физика конденсированного состояния, akadem annotoatsiya, F, Geometriyadan masalalar to`plami

Ma’lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©www.hozir.org 2022
ma’muriyatiga murojaat qiling

Тема: ГАЗООБРАЗНЫЕ И ЖИДКИЕ ДИЭЛЕКТРИКИ
План:
1. Классификация диэлектриков
2. Газообразные диэлектрики
3. Жидкие диэлектрики
4. Виды жидких диэлектриков
5. Литература.

Классификация диэлектриков
Диэлектрики — это вещества, которые не проводят электрический ток, до определенной поры. При определенных условиях проводимость в них зарождается. Этими условиями выступают механические, тепловые — в общем, энергетические виды воздействий. Кроме диэлектриков, вещества также классифицируются на проводники и полупроводники.
Диэлектрические материалы имеют чрезвычайно важное значение для электротехники. К ним принадлежат электроизоляционные материалы. Они используются для создания электрической изоляции, которая окружает токоведущие части электрических устройств и отделяет друг от друга части, находящиеся под различными электрическими потенциалами. Назначение электрической изоляции  не допускать прохождения электрического тока по каким-либо нежелательным путям, помимо тех путей, которые предусмотрены электрической схемой устройства. Очевидно, что никакое, даже самое простое, электрическое устройство не может быть выполнено без использования электроизоляционных материалов.
Кроме того, электроизоляционные материалы используются в качестве диэлектриков в электрических конденсаторах для создания определенного значение ектрической емкости конденсатора, а в некоторых случаях для обеспечения определенного вида зависимости этой емкости от температуры или иных факторов. Наконец, к диэлектрическим материалам принадлежат и активные диэлектрики, т.е. диэлектрики с управляемыми свойствами (сегнетоэлектрики, пьезоэлектрики, электреты и др.).
Настоящая лекция посвящена электроизоляционным материалам, которые образуют самый многочисленный тип электротехнических материалов вообще; количество отдельных видов конкретных электроизоляционных материалов, применяемых в современной электропромышленности, исчисляется многими тысячами. В различных случаях применения к электроизоляционным материалам предъявляются самые разнообразные требования. Помимо электроизоляционных свойств, большую роль играют механические, тепловые и другие физико-химические свойства, способность материалов подвергаться тем или иным видам обработки при изготовлении из них необходимых изделий, а также стоимость и дефицитность материалов. Поэтому для различных случаев применения выбирают разные материалы. Электроизоляционные материалы подразделяются по их агрегатному состоянию на газообразные, жидкие и твердые. В особую группу могут быть выделены твердеющие материалы, которые в исходном состоянии во время введения их в изготовляемую изоляцию являются жидкостями, но затем отверждаются и в готовой, находящейся в эксплуатации изоляции представляют собой твердые тела (например, лаки и компаунды). Большое практическое значение имеет также разделение электроизоляционных материалов в соответствии с их химической природой на органические и неорганические. Под органическими веществами подразумеваются соединения углерода; обычно они содержат также водород, кислород, азот, галогены или иные элементы. Прочие вещества считаются неорганическими; многие из них содержат кремний, алюминий и другие металлы, кислород и т.п. Многие органические электроизоляционные материалы обладают ценными механическими свойствами, гибкостью, эластичностью, из них могут быть изготовлены волокна, пленки и изделия других разнообразных форм, поэтому они нашли весьма широкое применение. Однако органические электроизоляционные материалы за немногими исключениями (фторлоны, полиимиды и пр.) имеют относительно низкую нагревостойкость. Неорганические электроизоляционные материалы в большинстве случаев не обладают гибкостью и эластичностью, часто они хрупки, технология их обработки сравнительно сложна. Однако, как правило, неорганические электроизоляционные материалы обладают значительно более высокой нагревостойкостью, чем органические, а потому они с успехом применяются в тех случаях, когда требуется обеспечить высокую рабочую температуру изоляции. Существуют и материалы со свойствами, промежуточными между свойствами органических и неорганических материалов. Это элементоорганические материалы, в молекулы которых, помимо атомов углерода, входят атомы других элементов, обычно не входящих в состав органических веществ и более характерных для неорганических материалов: Si, A1, Р и др.

Download 207 Kb.

Do’stlaringiz bilan baham:

Измерение и погрешность воздушных диэлектрических конденсаторов от 1 кГц до 10 МГц. (Конференция)

Измерение и погрешность воздушных диэлектрических конденсаторов от 1 кГц до 10 МГц. (Конференция) | ОСТИ.GOV

перейти к основному содержанию

Полная запись
Другое связанное исследование

Аннотация не предоставлена.

Авторов:: Кулар, Стефан

Дата публикации:: 01.12.2014

Исследовательская организация:: Национальная лаборатория Сандия. (SNL-NM), Альбукерке, Нью-Мексико (США)

Организация-спонсор:: Национальная администрация по ядерной безопасности Министерства сельского хозяйства США (NNSA)

Идентификатор ОСТИ:: 1504063

Номер(а) отчета:: ПЕСОК2014-20536PE
553831

Номер контракта с Министерством энергетики:: АК04-94АЛ85000

Тип ресурса:: Конференция

Отношение ресурсов:: : предложена для презентации на семинаре для выпускников UNM по электротехнике и вычислительной технике, который пройдет с 5 января по 1 мая 2015 г. в Альбукерке, штат Нью-Мексико.

Страна публикации:: США

Язык:: Английский

Форматы цитирования

MLA
АПА
Чикаго
БибТекс

Кулар, Стефан. Измерение и погрешность воздушных диэлектрических конденсаторов от 1 кГц до 10 МГц. . США: Н. П., 2014. Веб.

Копировать в буфер обмена

Кулар, Стефан. Измерение и погрешность воздушных диэлектрических конденсаторов от 1 кГц до 10 МГц. . Соединенные Штаты.

Копировать в буфер обмена

Кулар, Стефан. 2014. «Измерение и погрешность воздушных диэлектрических конденсаторов от 1 кГц до 10 МГц». Соединенные Штаты. https://www.osti.gov/servlets/purl/1504063.

Копировать в буфер обмена

@статья{osti_1504063, title = {Измерение и погрешность воздушных диэлектрических конденсаторов от 1 кГц до 10 МГц.}, автор = {Cular, Стефан}, abstractNote = {Аннотация не предоставлена.}, дои = {}, URL-адрес = {https://www.osti.gov/biblio/1504063}, журнал = {}, номер =, объем = , место = {США}, год = {2014}, месяц = {12} }

Копировать в буфер обмена

Просмотр конференции (3,23 МБ)

Дополнительную информацию о получении полнотекстового документа см. в разделе «Доступность документа». Постоянные посетители библиотек могут искать в WorldCat библиотеки, в которых проводится эта конференция.

Экспорт метаданных

Сохранить в моей библиотеке

Вы должны войти в систему или создать учетную запись, чтобы сохранять документы в своей библиотеке.

Аналогичных записей в сборниках OSTI.GOV:

Аналогичные записи

air dielectric — перевод на испанский язык – Linguee

Настроечный конденсатор на наших контурах — это не простой переменный конденсатор, а большая переменная пластина

[…] конденсатор алюминиевый с h a n воздушно-диэлектрический .

антенна.wimo.de

Конденсатор и конденсатор

[…] переменная гран de de a люм ini o y air-dielectrico .

антенна.wimo.de

This type uses compre ss e d air a s a dielectric m e di um and uses piston- введите мобильные контакты.

zensol.com

Este tip o de ma ndo us a aire c omp rim ido como un me dio dielctrico y c ont actos м вилес […]

дель типо де pistn.

zensol.com

более 2,0 отражают импульсы радара

[…] sufficiently (n ot e : air h a s a dielectric c o ns tant

vegaswing.com

Mayor Que 2,0 Reflectan Los Impulsos de Radar Con

[…] suficiente calidad ( nota: la co nst ant e dielctrica e

vegaswing.com

Although increasing t h e air p r es sure increases the spee d o f диэлектрик r e ge генерация, это все еще относительно медленно.

zensol.com

A pesar que el

[…] incremento de la pre sin d e aire i nc reme nta la velocidad de la r egene rac i n dielctrica, a n e s dem as iado lenta.

zensol.com

Механический предварительный фильтр служит в качестве

[…]

пламегаситель и одновременно предотвращает возгорание

[…] от разбрасывания в т ч е воздух d u ct s if t h e dielectric c a tc hes fire.

reven-usa.com

reven-usa. com

Un filtro previo mecnico sirve a la vez como bloqueo de llamas e

[…] импид qu e el ca nal de aire se inc endie s i s e in flam a el dielctrico .

reven-usa.com

Когда импульс достигает

[…] поверхность с высоким gh e r диэлектрик t h t 0161 e воздух / v a po r в котором он путешествует, […]

пульс отражается.

eu.magnetrol.com

Cuando un pulso alcanza una

[…] superfic ie que tie ne un dielctrico ma yor qu e эль айре/ва почта рен эль у. е. аль виаджа, […]

el pulso se refleja.

mx.magnetrol.com

The greater t h e dielectric d i ff erence bet we e n air a n d измеряемая технологическая среда, чем больше […]

амплитуда отражения.

us.magnetrol.com

Энтре мэр

[…] sea l a dife renc ia dielctrica en tre el m ed io de proceso que s e mid e y el air, es ma yor l a амплитуда […]

де рефлексин.

mx.magnetrol.com

mx.magnetrol. com

T h e диэлектрик s t re длина комбинированной […] Система

выше, чем у самого изоляционного материала.

nojapower.com.au

L a f uer za dielctrica de lo ssis te mas de […]

aislamiento combinados es ms alta que la del mismo material aislante.

nojapower.com.au

Датчик влажности

[…] конденсатор t h e диэлектрик o f w это гигроскопичный […]

полимер.

deltaohm.com.br

L a sonda d e humedad es un

[. ..] conde ns ador cuy o dielctrico e s un pol m ero higroscpico.

deltaohm.com.br

ЕЭК можно перевести

[…] уравнения от до a диэлектрик m o de l.

aias.us

Uno puede traducir las ecuaciones de

[…] ECE h ac ia un mo de lo dielctrico .

aias.us

Низкое напряжение и 230 В должны быть разделены двойной или усиленной изоляцией. Это означает, что между двумя электрическими

[…]

цепей должно быть

[…] гарантия изд и dielectric s t re ngth of 6 kV (1. 2/50 s) , a n air d i st ось 5,5 […]

мм и, в зависимости от

[…]

степень загрязнения и используемый материал, соответствующее расстояние отслеживания.

finder-relais.net

la baja tensin y la tensin 230 V deben estar separados por doble aislamiento o aislamiento reforzado, lo que significa que entre los dos

[…]

электрические схемы дебе

[…] garantiza rs e una ri gid ez dielctrica de 6 kV 1.2/50 s y una di stanc ia де айламьенто […]

от 5,5 мм Y, зависимый

[…]

градация загрязнения и утилизация материалов, определенная фуга

finder-relais. net

finder-relais.net

Дополнительно все оборудование

[…] подвергается изоляции a n d диэлектрик w i th стендовые испытания […]

убедитесь, что изоляция кабеля

[…]

достаточно, чтобы выдерживать перенапряжение, не вызывая коротких замыканий.

абенгоа.эс

абенгоа.ес

Adems, todos los equipos se someten a pruebas de

[…] aislamien to y ri gid ez dielctrica pa ra verif ic ar que […]

el aislamiento de los cable es suficiente

[…]

para aguantar sobretensiones sin producir cortocircuitos.

абенгоа.эс

абенгоа.ес

As t h e диэлектрик c o ns 80, [. ..]

при изменении

достигается сильное изменение мощности. […]

Влажность этого полимера.

deltaohm.com.br

Debido a que l a co nsta nt e dielctrica d el agu axi 6e 1 8, […]

se obtiene una fuerte variacin de la capacidad cuando

[…]

vara el contenido de humedad en este polmero.

deltaohm.com.br

В cas e o f диэлектрик t e st , […]

напряжение должно постоянно повышаться до указанного значения в

[…]

период не менее 10 секунд, а затем поддерживается не менее 60 секунд.

eur-lex.europa.eu

En el caso d e las pru eba s dielctricas e n c способный te rminado, […]

debe aumentarse Regularmente la tensin hasta el valor especificado

[…]

en un tiempo de por lo menos 10 segundos y, luego, mantenerse durante por lo menos 60 секунд.

eur-lex.europa.eu

Очень хорошая устойчивость к атмосферным воздействиям

[…] resistance an excel le n t dielectric p r op erties, low permeabilit y t o air , a nd сопротивление […]

к краскам.

incaucho.com

incaucho. com

Muy buena Resistance a las acciones externales y

[…] excelentes car ac ter stic as dielctricas, b aja permeabil ida d a l aire, y r esi stenc ia увы […]

пинтуры.

incaucho.com

Они ценятся за высокую температуру плавления

[…] и excel le n t диэлектрик p r op erties.

repsol.com

Son apreciados por su alto punto de fusin y sus

[…] excelen te s pro пирог папа es dielctricas .

repsol.com

На диаграмме 3. 5 показана блок-схема плана, реализованного UTE для

[…] управление t h e диэлектрик o i l в своих трансформаторах.

население.инт

En el Grfico 3.5, представляющий собой схему выполнения плана для UTE для

[…] gesti n de ac eit es dielctricos de su s tra 1 s tra

0 form.

население.инт

Здесь представлен ряд вакуумных

[…] прерывистые s ol i d диэлектрик p r od […]

рынок.

nojapower.com.au

Esto ha visto la introduccin de una gam a de p roductos de

[. ..] Interrupcin al v ac i d e dielctricos s крышка os al me rcado.

nojapower.com.au

Обе компании имеют процедуры

[…] для проверки использования печатной платы fr e e диэлектрик o i l .

население.инт

Ambas empresas cuentan con procedimientos para

[…] verificar el u so de ac eit e dielctricol ibr e d e PCB .

население.инт

используйте катод, рекомендованный производителем

[…] система защиты м o r диэлектрический и с ол защитный чехол, если [. ..]

предоставляется.

www.housemaster.com

Использование системной защиты, рекомендованной заводом-изготовителем или

[…] бот a de a islam ien to dielctrica (d iel 0161 c изоляция […]

boot), он включен.

www.housemaster.com

0. Поэтому re a диэлектрик o r c токопроводящий […]

между плоскостями вращения должно получиться высокое напряжение, по сравнению с потенциалом земли.

aias.us

0. Por lo t an to, and is co dielctrico co nduc 0 9 [. ..]

entre los planos de rotacin debiera alcanzar un alto voltaje

[…]

comparado con el potencial de la tierra.

aias.us

Керамические изоляторы с высокой термостойкостью

[…] проводимость и привет г ч диэлектр.

e-guasch.com

Aisladores cermicos de elevada conductividad

[…] trmica y el ev ada r igi dez dielctrica .

e-guasch.com

Изменение свойств продукта, как

[…] плотность, гранулят io n , диэлектрик f i gu re, влажность […] Электропроводность

практически не влияет на VEGAMIP.

pulsradar.com

Las propiedades variable del producto como densidad,

[…] granulomet r a, co nst ant e dielctrica, hum eda d y c […]

не влияет на VEGAMIP.

pulsradar.com

Ценную информацию о состоянии высоковольтной изоляции можно получить по телефону

[…] измерение я t s диэлектрик r e sp вкл.

омикрон.ат

Se puede obtener informacin til sobre el estado del aislamiento de alta tensin

[…] midien do su r esp ues ta dielctrica .

омикрон.ат

Secure HFz обеспечивает улучшенное соединение между медью

[. ..] слои и t h e диэлектрик m a te риалы […]

в производстве многослойных материалов и чиподержателей.

atotech.com

Secure HFz garantiza una mejor

[…]

unin entre las superficies de cobre y

[…] los mate ri ales dielctricos empl ea dos en […]

Изготовление мультикапасных носителей микросхем.

atotech.com

Постоянное напряжение более 260 В может повредить аппаратуру управления ввиду того, что t he i r диэлектрик s t re ngth рассчитан на 320 В в течение одного часа работы.

tridonic.com

Una sobre tensin Permanente de 260 V puede daar los equipos, la Resistance a las sobre voltages est calculada en 320 V durante una solamente hora.

tridonic.es

Кроме того, использование этих лодок в основном сосредоточено в летнее время

[…]

период, вызывающий раздражение, вызванное шумом, и

[…] высокие уровни l oc a l воздух a n d загрязнение воды […]

, вызванные их выхлопными газами.

eur-lex.europa.eu

Adems, el uso de estas embarcaciones se concentra en gran parte en la poca estival,

[…]

provocando molestias de origen acstico y un alto grado

[…] de con ta minac in de l aire y la s a guas la 9016 […]

для выхода газов.

eur-lex.europa. eu

eur-lex.europa.eu

Т ч е air p o ll ution strategy, for example, will consolidate five existing separate piece s o f air q u al городское законодательство […]

в одном

[…]

, согласование определений, отмена и пересмотр устаревших положений и устранение дублирования.

eur-lex.europa.eu

La Estrategia sobre la Contam в ACIN DE L AIRE , POR EJEM . ANIRIV ILLINIV ILININIRIV ILININIRIV ILININIRIV.

Vigentes Distintos

[…]

sobre este tema, armonizando las definiciones, derogando y revisando las disposiciones obsoletas y suprimiendo dobletes.

eur-lex.europa.eu

11 походов на stormwa te r , air p o […]

природное наследие, региональные парки и транспорт

[…]

пробег за последние три года.

unpei.org

А-ло-Ларго-де-лос-Итимос Трес-Аос-Се-Хан

[…]

реализовано 11 кампаас собре агуа

[…] плювиальный, конт ам иначи н дель воздух, ба сур а, би […]

природные парки, региональные парки и транспорт.

unpei.org

Первая среди причин, вызывающих астму, и

[…] приступ астмы s i s воздух p o ll ут.

europarl.europa.eu

Основная причина десенкаденантного асмического кризиса

[…] es la co nt амина ci н д Эль-Айр .

europarl.europa.eu

Определение, единицы измерения, формула, значения пластичности и список материалов

Что такое диэлектрическая проницаемость?

Диэлектрическая проницаемость (Dk) пластмассы, диэлектрика или изоляционного материала может быть определена как отношение заряда, хранящегося в изоляционном материале, помещенном между двумя металлическими пластинами, к заряду, который может накапливаться при замене изоляционного материала вакуумом или воздухом. . Его еще называют электрическая диэлектрическая проницаемость или просто диэлектрическая проницаемость .

И иногда называют относительной диэлектрической проницаемостью , потому что она измеряется относительно диэлектрической проницаемости свободного пространства (ε ₀ ).

Диэлектрическая проницаемость характеризует способность пластмасс накапливать электрическую энергию. Типичные значения ε для диэлектриков:

Материал	Диэлектрическая проницаемость (ε)
Пылесос	1.000
Сухой воздух	1.0059
Вспененный полиэтилен	1,6
Фторполимеры	2,0
Полипропилен	2,1
Бутилкаучук	2,3
бутадиен-стирольный каучук	2,9
Силиконовая резина	3,2
Оргстекло	3,4
ПВХ	4,0
Стекло	3,8-14,5
Дистиллированная вода	~80

Диэлектрическая проницаемость 2 означает, что изолятор будет поглощать в два раза больше электрического заряда, чем вакуум.

Области применения включают:

Использование материалов в производстве конденсаторов, используемых в радиоприемниках и другом электрическом оборудовании. Обычно используется разработчиками схем для сравнения различных материалов печатных плат (PCB).
Разработка материалов для накопителей энергии применений.

Например, диэлектрические композиты на полимерной основе весьма желательны для различных применений, начиная с электронных корпусов , встроенных конденсаторов и заканчивая накопителями энергии. Эти композиты обладают высокой гибкостью при низкой температуре процесса и обладают относительно высокой диэлектрической проницаемостью, низкими диэлектрическими потерями и высокой диэлектрической прочностью.

Узнайте больше о диэлектрической проницаемости:

    » Dielectric Constant Values of Several Plastics
    » How to Calculate the Dielectric Constant of Plastic
    » Dielectric Constant of Polar & Non-polar Polymers
    » Factors Affecting Dielectric Constant

How to Рассчитать диэлектрическую проницаемость?

Другими словами, диэлектрическую проницаемость можно также определить как отношение емкости, индуцированной двумя металлическими пластинами с изолятором между ними, к емкости тех же пластин с воздухом или вакуумом между ними.

Изоляционный материал с более высокой диэлектрической проницаемостью необходим, если он будет использоваться в электрооборудовании и электротехнике , где требуется высокая емкость.
Если материал должен использоваться исключительно в изоляционных целях, лучше иметь более низкую диэлектрическую проницаемость.

Формула диэлектрической проницаемости :

Где:

C = емкость при использовании материала в качестве диэлектрического конденсатора
С ₀ = емкость с использованием вакуума в качестве диэлектрика
ε ₀ = Диэлектрическая проницаемость свободного пространства (8,85 x 10 ^-12 Ф/м, т.е. фарад на метр)
A = площадь пластины/площадь поперечного сечения образца
T = толщина образца

Единицы диэлектрической постоянной : Это электрическое свойство является безразмерной мерой.

Наиболее распространенными стандартными тестами для расчета диэлектрической проницаемости пластмасс являются ASTM D2520, ASTM D150 или IEC 60250 (конечно, существуют и другие способы, но они здесь не обсуждаются).

Метод включает:

Образец помещают между двумя металлическими пластинами и измеряют емкость. Второй проход измеряется без образца между двумя электродами. Отношение этих двух величин и есть диэлектрическая проницаемость.

Тест можно проводить на разных частотах, часто в диапазоне от 10 Гц до 2 МГц
Образец должен быть плоским и больше, чем круглые электроды диаметром 50 мм (2 дюйма), используемые для измерения.

Полярные пластмассы против неполярных пластмасс

Диэлектрические свойства полимеров во многом зависят от их строения. Структура определяет, является ли полимер полярным или неполярным, а это, в свою очередь, определяет электрические свойства полимера.

В полярных полимерах (ПММА, ПВХ, нейлон, поликарбонат и т. д.) диполи образуются из-за дисбаланса в распределении электронов. Эти диполи имеют тенденцию выравниваться в присутствии электрического поля. Следовательно, это создает дипольную поляризацию материала, что делает эти материалы лишь умеренно хорошими изоляторами.

В то время как неполярные полимеры (PTFE, PP, PE, PS) имеют симметричные молекулы и действительно ковалентны. В них нет полярных диполей и, следовательно, присутствие электрического поля не выравнивает диполи. Однако небольшая поляризация электронов происходит из-за движения электронов в направлении электрического поля, которое фактически мгновенно. Эти полимеры имеют высокое удельное сопротивление и низкую диэлектрическую проницаемость.

Полярные пластмассы имеют тенденцию поглощать влагу из атмосферы. Присутствие влаги повышает диэлектрическую проницаемость и снижает удельное сопротивление. С повышением температуры происходит более быстрое движение полимерных цепей и быстрое выравнивание диполей. Это неизменно повышает значения диэлектрической проницаемости для полярных пластиков.

Неполярные пластмассы не боятся влаги и повышения температуры.

Факторы, влияющие на диэлектрическую проницаемость

Частота – Диэлектрическая проницаемость резко уменьшается с увеличением частоты
Влажность и температура
Напряжение
Структура и морфология (см. полярные пластмассы в сравнении с неполярными пластмассами)
Наличие других материалов в пластике
Выветривание и износ

Значения диэлектрической проницаемости некоторых пластиков

Название полимера	Минимальное значение	Максимальное значение
АБС-акрилонитрил-бутадиен-стирол	2,70	3. 20
Огнестойкий АБС-пластик	2,80	3,00
Высокотемпературный АБС-пластик	2.40	5.00
Ударопрочный АБС-пластик	2.40	5.00
Смесь АБС/ПК – смесь акрилонитрил-бутадиен-стирола/поликарбоната	2,90	3.20
Смесь АБС/ПК 20 % стекловолокна	3.10	3.20
Смесь аморфных ТПИ, сверхвысокотемпературная, химическая стойкость (стандартная текучесть)	3,50	3,50
ASA — Акрилонитрил-стирол-акрилат	3.30	3,80
Смесь ASA/PC – смесь акрилонитрила, стирола, акрилата и поликарбоната	3,00	3.40
Огнестойкий ASA/PC	3.20	3.20
CA — Ацетат целлюлозы	3,00	8.00
CAB — Бутират ацетата целлюлозы	3,00	7. 00
CP — пропионат целлюлозы	3,00	4.00
ХПВХ — хлорированный поливинилхлорид	3,00	6.00
ECTFE	2,57	2,59
ЭТФЭ — Этилен Тетрафторэтилен	2,60	2,60
ЭВА – этиленвинилацетат	2,50	3,00
EVOH — Этиленвиниловый спирт	4.80	5.60
ФЭП — Фторированный этиленпропилен	2.10	2.10
HDPE — полиэтилен высокой плотности	2.30	2.30
HIPS — ударопрочный полистирол	2.40	4.80
Огнестойкий материал HIPS V0	2,00	3,00
LCP — жидкокристаллический полимер	3.30	3.30
LCP Армированный стекловолокном	3,00	4. 00
LCP С минеральным наполнением	3,00	5.90
LDPE – полиэтилен низкой плотности	2.30	2.30
LLDPE — линейный полиэтилен низкой плотности	2.30	2.30
MABS — Прозрачный акрилонитрил-бутадиен-стирол	2,80	3,00
PA 11 — (Полиамид 11) 30% армированный стекловолокном	4.80	4.80
PA 11, токопроводящий	3,00	9.00
Полиамид 11, гибкий	3,00	9.00
Полиамид 11, жесткий	3,00	9.00
PA 12 (полиамид 12), токопроводящий	3,00	9.00
PA 12, армированный волокном	3,00	9.00
Полиамид 12, гибкий	3,00	9.00
PA 12, стеклонаполненный	3,00	9. 00
Полиамид 12, жесткий	3,00	9.00
ПА 46 — Полиамид 46	3,40	3,80
PA 46, 30% стекловолокно	4.00	4,60
ПА 6 — Полиамид 6	4.00	5.00
ПА 6-10 — Полиамид 6-10	3,00	4.00
ПА 66 — полиамид 6-6	4.00	5.00
PA 66, 30% стекловолокно	3,50	5.60
PA 66, 30% минеральный наполнитель	4.00	5.00
PA 66, ударопрочный, 15-30% стекловолокна	3.40	4.20
PA 66, ударопрочный	2,90	5.00
ПАИ — полиамид-имид	3,90	7.30
PAI, 30 % стекловолокна	4.20	6.50
ПАР — Полиарилат	3. 30	3.30
ПАРА (полиариламид), 30-60% стекловолокна	3,90	4,50
ПБТ – полибутилентерефталат	2,90	4.00
ПБТ, 30% стекловолокно	3,00	4.00
ПК (поликарбонат) 20-40% стекловолокна	3,00	3,50
ПК (поликарбонат) 20-40% стекловолокно огнестойкое	3,00	3,80
ПК — Поликарбонат, жаростойкий	2,80	3,80
Смесь ПК/ПБТ – Смесь поликарбоната/полибутилентерефталата	2,95	3.14
Смесь ПК/ПБТ, стеклонаполненный	3.30	3,90
ПХТФЭ — полимонохлортрифторэтилен	2,00	3,00
ПЭ — полиэтилен 30% стекловолокно	2,70	2,80
PEEK — Полиэфирэфиркетон	3. 20	3.20
PEEK 30% Армированный углеродным волокном	3.20	3.40
PEEK 30% Армированный стекловолокном	3.30	4.20
ПЭИ — Полиэфиримид	3.10	3.20
ПЭИ, 30% армированный стекловолокном	3,00	4.00
ПЭИ, наполненный минералами	3,00	4.00
PEKK (полиэфиркетонкетон), низкая степень кристалличности	3.30	3.30
PESU — Полиэфирсульфон	3,50	4.10
PESU 10-30% стекловолокно	4.20	4.30
ПЭТ — полиэтилентерефталат	3,00	4.00
ПЭТ, 30% армированный стекловолокном	3,00	4.00
PETG – полиэтилентерефталатгликоль	3,00	4. 00
ПФА — перфторалкокси	2.10	2.10
ПИ — полиимид	3.10	3,55
ПММА — полиметилметакрилат/акрил	2,00	5.00
ПММА (акрил) Высокотемпературный	3.20	4.00
ПММА (акрил), ударопрочный	2,90	3,70
ПМП — полиметилпентен	2.10	3,60
PMP 30% армированный стекловолокном	2.40	2.40
Минеральный наполнитель PMP	2.30	2.30
ПОМ — полиоксиметилен (ацеталь)	3.30	4,70
POM (ацеталь) Ударопрочный	4.00	4.30
ПОМ (ацеталь) с низким коэффициентом трения	3,00	4.00
ПП — полипропилен 10-20% стекловолокна	2,60	2,60
ПП, 10-40% минерального наполнителя	2. 30	2.30
ПП, наполнитель 10-40% талька	2.30	2.30
ПП, 30-40% армированный стекловолокном	2,60	2,60
ПП (полипропилен) сополимер	2.30	2.30
ПП (полипропилен) Гомополимер	2.30	2.30
ПП, ударопрочный	2.30	2.30
ПФА — полифталамид	4.30	4.30
PPA, 30% минеральный наполнитель	4.00	4.20
PPA, 33% армированный стекловолокном	4.40	4,60
PPA, 33% армированный стекловолокном – High Flow	3,70	3,90
PPA, 45% армированный стекловолокном	4.40	4,60
СИЗ — полифениленовый эфир	2,70	2,70
Средства индивидуальной защиты, 30% армированные стекловолокном	2,90	2,90
СИЗ, огнестойкие	2,70	2,70
ПФС — Полифениленсульфид	3,00	3. 30
ППС, 20-30% армированный стекловолокном	3.30	3,80
PPS, 40% армированный стекловолокном	4.00	4.00
ПФС, стекловолокно и минеральный наполнитель	5.00	5.00
PPSU — Полифениленсульфон	3.40	3,50
PS (полистирол) 30% стекловолокно	2,50	2,50
PS (полистирол) Кристалл	2,40	2,70
PS, высокотемпературный	2.40	2,70
PSU — Полисульфон	3,00	3.20
PSU, 30% армированное стеклом тонкое стекло	3,60	3,70
ПТФЭ — политетрафторэтилен	2.10	2.10
ПТФЭ, 25% армированный стекловолокном	3,00	3,00
ПВХ, пластифицированный	3,00	5. 00
ПВХ с пластифицированным наполнителем	3,00	5.00
Жесткий ПВХ	3,00	4.00
ПВДХ — поливинилиденхлорид	3,00	6.00
ПВДФ – поливинилиденфторид	6.00	9.00
SAN — Стирол-акрилонитрил	2,50	3.40
SAN, 20% армированный стекловолокном	3,20	3,80
SMA — стирол малеиновый ангидрид	2,80	2,80
SMA, 20% армированный стекловолокном	3.30	3.30
SMMA — Стиролметилметакрилат	3.20	3.20
SRP — Самоармирующийся полифенилен	3.10	3.10
UHMWPE — полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы	2.30	2.30

Прикладные науки | Бесплатный полнотекстовый | Исследование снижения диэлектрической прочности воздуха при напряжении постоянного тока в соответствии со свойствами воспламенения горючих материалов

1.

Введение

Линии электропередач подвергаются воздействию различных форм горючих материалов, таких как леса, строения и равнины. Таким образом, если пожар происходит на земле под линией электропередачи, линия электропередачи может подвергаться воздействию высоких температур, что приводит к ее физическому повреждению, например, к снижению ее прочности на растяжение [1]. Кроме того, электрическое повреждение может произойти между линией передачи и землей или между несколькими линиями передачи. В таблице 1 приведены данные о ежегодном количестве лесных пожаров и количестве вызванных ими поломок линий электропередач. Из-за лесных пожаров в среднем ежегодно происходит 3 обрыва линий электропередач. Более того, в 2000 г. вся подстанция 345 кВ Восточного моря временно приостановила работу из-за лесного пожара, произошедшего в районах Тонхэ и Самчхок провинции Канвондо [2,3].

В 2014 году стандарты технологии электроустановок были пересмотрены, и были разрешены конструкции на земле под линиями электропередачи 400 кВ и более, тем самым была создана среда, в которой различные горючие материалы, такие как леса и строения, могли существовать на земле под линиями электропередачи. в Южной Корее. Если пожар возникнет на земле под линией электропередачи постоянного тока, из-за пламени и продуктов горения может произойти короткое замыкание линии между фазами или короткое замыкание между линией электропередачи и землей. Это может привести к массовым отключениям электроэнергии из-за снижения надежности электрических сетей и выхода из строя высоковольтных линий электропередачи [4].

Робледо-Мартинес исследовал горение бензина, пиломатериалов, листьев сахарного тростника и пепла в воздухе. Диэлектрическая прочность воздуха при горении каждого материала сравнивалась с диэлектрической прочностью обычного воздуха, и было обнаружено, что диэлектрическая прочность снизилась на 49% для бензина, на 27% для пиломатериалов, на 37% для листьев сахарного тростника и на 42%. для пепла. Это открытие подтвердило, что диэлектрическая прочность воздуха зависит от горючих материалов [5].

Пэн Ли измерила диэлектрическую прочность воздушных зазоров, измерив количество проводящих частиц, образовавшихся во время лесных пожаров. Эксперименты проводились в предположении, что возгорание происходило в еловых ветках, бамбуке или соломе. Было обнаружено, что с увеличением длины проводящих частиц возрастает и их влияние на диэлектрическую прочность воздуха. В частности, отмечена разница до 40% в присутствии проводящих частиц. Поэтому для изучения снижения диэлектрической прочности, вызванного пламенем, необходимо выбирать материалы, генерирующие меньше проводящих частиц [6].

Предполагая лесной пожар, Ю Фэй из пиломатериалов размером 24 см × 24 см и длиной 6 м построил деревянные колыбели весом 23,3 кг, 46,6 кг и 69,9 кг и использовал их в качестве источников огня. Были применены уровни напряжения 110 кВ, 220 кВ или 500 кВ. Экспериментальные результаты показали, что продолжительность пожара, высота пламени и пожарная нагрузка оказывали влияние, и что высота пламени была наиболее влиятельной переменной [7].

Тянь Ву и др. проанализировали кадры с камер видеонаблюдения, на которых линии электропередачи замкнули накоротко из-за лесных пожаров. Они провели прямые эксперименты по анализу диэлектрической прочности воздуха во время подобных лесных пожаров. Эксперименты проводились при напряжении 250 кВ, источником огня служила деревянная будка, образованная штабелированием деревянных блоков размером 2 см × 3 см × 45 см. Соль щелочного металла KCl добавляли к источнику возгорания для изучения влияния ее присутствия и отсутствия в горючих материалах. Кроме того, расстояние между полюсами измеряли при 50% и 100% наличии пламени, а затем сравнивали. Диэлектрическая прочность воздуха была ниже для дров, в которые была добавлена щелочная соль, чем для обычных дров, и диэлектрическая прочность была ниже, когда в пространстве между полюсами присутствовало больше пламени. Диэлектрическая прочность дров, в которые был добавлен KCI, была снижена на 30% по сравнению с обычными дровами. Это можно объяснить влиянием термической ионизации на диэлектрическую прочность [8].

Zi-heng Pu et al. проанализированы свойства воздушной диэлектрической прочности под линиями электропередач во время лесных пожаров. В исследовании изучалась частота коротких замыканий между фазами и коротких замыканий на землю под линиями электропередач, вызванных лесными пожарами. Всего с 2010 г. зафиксировано 128 случаев КЗ, в том числе 37 КЗ между фазами (28,9%). Установлено, что снижение диэлектрической прочности воздуха под линиями электропередач происходит в основном в области пламени, а высота пламени не достигает области между фазами [9].].

Квак Донгсун измерил диэлектрическую прочность жидкого азота, GN ₂ и CGN ₂, и описал различия в диэлектрической прочности в зависимости от формы электрода. Кроме того, на диэлектрическую прочность влияли температура газа, плотность пара и тумана [10].

Пак Чанги обнаружил, что в пламени без дыма диэлектрическая прочность постепенно снижается по мере увеличения высоты пламени. Это было связано с увеличением относительной плотности воздуха при удалении пламени от электрода [11].

Ким Инсик исследовал диэлектрические свойства воздуха, когда пламя находилось между цилиндрическими стержнями и плоскими электродами. Было отмечено снижение напряжения пробоя до 32,1 % при наличии пламени по сравнению с его отсутствием. Кроме того, коронный ветер гасил пламя по мере увеличения длины зазора и горизонтального расстояния [12].

Чрзан предложил руководство по тушению пожаров ниже линий электропередачи. Противопожарные мероприятия запрещены, когда пламя приближается к линиям электропередач. Они допускаются при расстоянии 3 м и более между нижней частью ЛЭП и вершиной пламени (только для ЛЭП 400 кВ и менее). Кроме того, рекомендуется отключать источник питания при обнаружении пламени в нижней части линии электропередачи [13]. Поэтому возникает необходимость изучения возможности физического повреждения из-за напряжения пробоя диэлектрика воздуха и пламени при возникновении пожаров на земле ниже линий электропередачи постоянного тока.

Это исследование было проведено в соответствии с процедурой, показанной на рис. 1. Сначала мы измерили огнестойкость каждого материала с помощью конусного калориметра. Во-вторых, мы проанализировали пробой изоляции, произошедший при горении материала, с помощью теста на электрическую прочность. Наконец, мы подтвердили корреляцию между двумя экспериментальными результатами с помощью корреляционного анализа.

2. Материалы и методы

2.1. Выбор экспериментальных материалов

В этих экспериментах материалы, выбранные в качестве источников огня, включали два типа пластиковых смол, поскольку большинство внутренних структур горючих материалов представляют собой пластмассы, а также кипарис и пихту Дугласа, которые представляют собой два типа пиломатериалов, которые часто используются в качестве материалы экстерьера. Такие материалы, как полистирол, который может генерировать многочисленные проводящие частицы и влиять на результаты эксперимента, были исключены. В качестве пластиковых материалов были выбраны полиэтилен (ПЭ) и полипропилен, образующие меньше проводящих частиц.

Огнестойкость, указанная в таблице 2, является результатом теста на горючесть пластикового материала UL94, проведенного Национальным институтом стандартов и технологий США. Когда скорость горения составляет 3,0 мм или менее, ему присваивается степень горизонтального горения. Перед сжиганием кипарис разрезали на кусочки размером 10 см × 10 см × 2,5 см. Эксперименты проводились пять раз на каждом образце для получения достаточной воспроизводимости. В таблице 3 показаны физические свойства древесины, использованной в эксперименте.

2.2. Эксперименты с конусным калориметром и метод анализа

На рис. 2 схематически показан конусный калориметр, а на рис. 3 показаны компоненты конусного калориметра. Конусный калориметр использовал метод потребления кислорода для расчета калорийности. Метод потребления кислорода основан на теории о том, что количество тепла и кислорода, потребляемых из воздуха при сгорании, таково, что на 1 кг кислорода выделяется фиксированная теплотворная способность 13,1 МДж. Кроме того, типы газа и значения выхода, образующиеся в процессе сжигания, сравнивались со скоростью снижения массы, и производилась количественная оценка производительности. Стандартное экспериментальное устройство KS F ISO 5660 использовалось для измерения и анализа воспламеняющих свойств экспериментальных материалов, включая три типа полимеров, кипарис, древесноволокнистую плиту средней плотности и гептан [14].

2.3. Экспериментальный метод электрической прочности диэлектрика

Рис. 4 представляет собой схему экспериментального оборудования, использованного в исследовании. Эксперименты проводились в следующем формате. К электроду был подключен источник питания, способный подавать до 60 кВ постоянного напряжения для имитации сценария, при котором происходит пробой диэлектрика из-за пламени заземленной горелки.

Эксперименты построены по закону подобия. В соответствии со стандартами технологии электрического оборудования Южной Кореи, линия электропередачи постоянного тока 500 кВ должна находиться на расстоянии не менее 22 м от верха конструкции или других горючих материалов. Провода, используемые в воздушных линиях электропередачи в Корее, имеют диаметр 480 мм 9 . 2333 2 . Расстояние в 22 м от линии передачи и расстояние в 5 см от электрического провода в эксперименте рассчитывали по приведенной ниже формуле. Согласно расчетам, площадь электрического провода должна быть 1,1 мм², и это можно перевести в толщину около 1,2 мм. Поэтому было использовано 2 мм, так как это наименьшая толщина алюминиевых круглых стержней, доступных на рынке.

kl: соотношение размеров для геометрического подобия.

rs: расстояние масштабной модели.

rr: фактическое расстояние.

hs: расстояние между линией передачи и пламенем в масштабе модели.

ч: фактическое расстояние между линией передачи и пламенем.

SS: площадь поперечного сечения модели в масштабе.

Sr: фактическая площадь поперечного сечения.

Эксперименты проводились с тремя проводниками, включая два стержня из алюминия 99,9% толщиной 2 и 6 мм, а также алюминиево-жильный стальной армированный (ACSR) кабель. Материалы из кипариса и пихты Дугласа были сложены для воспламенения, потому что их трудно воспламенить. Таким образом, скорость тепловыделения была высокой, и в случае 2-миллиметровой электрической линии эксперименты не могли быть выполнены из-за большого провала. Поэтому эксперименты проводились только с двумя проводниками: линией 6 мм и кабелем ACSR. На рис. 5 представлена реальная фотография экспериментального оборудования.

3. Результаты

3.1. Результаты измерения характеристик воспламенения

В таблице 4 приведены результаты испытаний на горение для каждого материала, а на рисунке 6 показана скорость выделения тепла для каждого материала. Скорость тепловыделения и эффективная теплота сгорания пластмассы выше, чем у древесины, а продуктов сгорания имеется большое количество. Свойства скорости тепловыделения в случае двух типов полимеров показали, что скорости тепловыделения быстро уменьшались после достижения своего максимума. Для синтетической смолы карбид оставался в держателе образца по мере горения в течение определенного времени, а скорость тепловыделения уменьшалась за счет остатка. У кипариса и дугласовой пихты мы наблюдали тлеющее горение, скорость тепловыделения оставалась постоянной. Для кипариса воспламенение произошло через 200 с, а горение продолжалось примерно до 1600 с.

3.2. Результаты измерения диэлектрической прочности воздуха при напряжении постоянного тока

В экспериментах по диэлектрической прочности расстояние между проводником и материалом было установлено равным 5 см, и было проведено пять раундов экспериментов с изменением материала, типа напряжения и толщины электрической линии. . У кипариса и пихты Дугласа скорость тепловыделения была высокой. Кроме того, как уже упоминалось выше, эксперименты не могли быть выполнены с электрической линией диаметром 2 мм из-за большого провала; поэтому эксперименты проводились только с проводами линии 6 мм и ACSR.

Результаты измерения напряжения пробоя диэлектрика, полученные в результате экспериментов по диэлектрической прочности, показаны в таблице 5. Не было существенной разницы между экспериментальными результатами для линии 2 мм, линии 6 мм и других электрических линий, использованных в экспериментах. Отсюда был сделан вывод, что расстояние от нижней части линии электропередач до поверхности горючего материала более важно, чем толщина линии электропередачи.

3.3. Анализ корреляции между свойствами воспламенения и результатами эксперимента по электрической прочности диэлектрика

Чтобы определить, какие переменные влияют на результаты эксперимента по электрической прочности изоляции, был проведен корреляционный анализ между свойствами воспламенения и результатами измерения электрической прочности воздуха при горении материалов толщиной 6 мм. В таблице 6 представлены результаты анализа, демонстрирующие взаимосвязь между свойствами воспламенения и экспериментальными результатами вертикальной диэлектрической прочности. Большинство факторов имели отрицательную корреляцию с диэлектрической прочностью. За исключением выхода CO, переменные показали корреляцию с вероятностью значимости 0,01 или меньше. Диэлектрическая прочность пламени показала сильную отрицательную корреляцию со средней скоростью тепловыделения, средней скоростью тепловыделения на единицу площади и эффективной теплотой сгорания. Эти результаты являются статистически значимыми с вероятностью значимости 0,01 или более. Однако, если эффективная теплота сгорания высока, скорость тепловыделения обычно также высока. Поэтому не факт, что все переменные влияют на напряженность электрического поля. Высокая эффективная теплота сгорания при сгорании материала свидетельствует о высокой скорости тепловыделения; поэтому необходимо рассмотреть проблему мультиколлинеарности [15].

4. Выводы

В этом исследовании мы подтвердили тенденцию изменения диэлектрической прочности в зависимости от свойств воспламенения. Было обнаружено, что диэлектрическая прочность связана со свойствами воспламенения, такими как эффективная теплота сгорания и скорость тепловыделения материалов. Диэлектрическая прочность уменьшалась по мере увеличения излучения энергии от источника огня из-за образования большего количества ионов в результате термической ионизации в пламени. Несколько переменных были обнаружены в ходе экспериментов по сжиганию. Однако определить их влияние на диэлектрическую прочность было сложно из-за мультиколлинеарности между этими переменными. Более того, если исследуется только одна переменная, а не все переменные, эта переменная становится значимой, поскольку ее можно использовать для определения того, является ли данный материал более опасным, чем другие материалы.

Для полиэтилена с наименьшей измеренной диэлектрической прочностью и кипариса с самой высокой измеренной диэлектрической прочностью разница в диэлектрической прочности во время пожара составила 25,6%. Делаем вывод о необходимости дополнительных мероприятий по обеспечению безопасности ЛЭП по горючим материалам, имеющимся в конструкциях.

В земле под линиями электропередачи могут находиться различные горючие материалы, и результаты экспериментов показывают, что диэлектрическая прочность может варьироваться в зависимости от горючего материала. На основании этого вывода делаем вывод о необходимости дополнительных мероприятий по обеспечению безопасности ЛЭП по применяемым в конструкциях горючим материалам. В пламени полномасштабного пожара можно наблюдать различные тенденции; однако мы считаем, что эти тенденции можно предсказать, изучая свойства воспламенения горючих материалов в будущих исследованиях.

Вклад авторов

Концептуализация, K.C.; методология, К.С. и К.К.; программное обеспечение, К.К. и Д.С.; проверка, К.К., К.К. и Д.С.; формальный анализ, К.К.; расследование, К.С. и К.К.; ресурсы, К.К. и Д.С.; курирование данных, К.К.; написание — подготовка первоначального проекта, К.С. и К.К.; написание — обзор и редактирование, К.К., К.К. и Д.С.; надзор, К.К. и К.С.; администрация проекта, К.К.; приобретение финансирования, K.C. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

Финансирование

Это исследование не получило внешнего финансирования.

Заявление Институционального контрольного совета

Неприменимо.

Заявление об информированном согласии

Неприменимо.

Заявление о доступности данных

Данные, представленные в этом исследовании, доступны по запросу от соответствующего автора.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Каталожные номера

Ланойе, Р.; Mercure, Х.П. Влияние лесных ресурсов на изоляцию линий электропередач. В материалах Шестого международного симпозиума по технике высокого напряжения, Новый Орлеан, Луизиана, США, 28 августа — 1 сентября 1989 г. [Google Scholar]
Park, CK; Ли, К.С.; Канг, JW; Ким, Ю.Д. Характеристики механического износа ACSR из-за пламени. Корейский инст. Иллюм. электр. Установить. англ. 2003 , 17, 160–168. [Google Scholar]
Lee, W.K.; Ли, JW; Ким, Б.Г. Механические и электрические свойства алюминиевых проводов токопроводов ACSR в условиях лесного пожара. Корейский инст. электр. Электрон. Матер. англ. 2010 , 23, 730–735. [Google Scholar] [CrossRef][Green Version]
Fonseca, J.R.; Тан, А.Л.; Сильва, Р.П.; Монасси, В.; Ассункао, LAR; Жункейра, WS; Мело, М. О.К. Влияние сельскохозяйственных пожаров на работу воздушных линий электропередач. IEEE транс. Мощность Делив. 1990 , 5, 687–694. [Google Scholar] [CrossRef]
Робледо-Мартинес, А.; Гусман, Э.; Эрнандес, Дж. Л. Диэлектрические характеристики модельной линии электропередачи в условиях пожара. IEEE транс. электр. Инсул. 1991 , 26, 776–782. [Google Scholar] [CrossRef]
Li, P.; Хуанг, Д .; Руан, Дж.; Вэй, Х .; Цинь, З .; Лонг, М.; Пу, З .; Ву, Т. Влияние частиц лесного пожара на характеристики пробоя воздушного зазора. IEEE транс. Диэлектр. электр. Инсул. 2016 , 23, 1974–1984. [Google Scholar] [CrossRef]
You, F.; Чжан, Ю .; Чен, HX; Чжан, Л.Х.; Чжу, JP; Чжоу, Дж.Дж. Предварительные исследования перекрытий высоковольтных линий электропередачи, вызванных лесными пожарами, путем полевых обследований и экспериментальных испытаний. Procedia англ. 2013 , 52, 557–565. [Google Scholar] [CrossRef][Зеленая версия]
«> Ву, Т.; Руан, Дж.; Ху, Ю .; Лю, Б.; Чен, К. Исследование поломки линии электропередачи 500 кВ, вызванной лесным пожаром, с точки зрения характеристик и механизма. Zhongguo Dianji Gongcheng Xuebao Proc. Подбородок. соц. электр. англ. 2011 , 31, 163–170. [Google Scholar]
Pu, Z.H.; Руан, Дж. Дж.; Хуанг, округ Колумбия; Ву, Т .; Ли, П. Исследование характеристик разрыва линии электропередачи в условиях лесного пожара. Междунар. Транс. электр. Энергетическая система 2015 , 25, 2731–2744. [Google Scholar] [CrossRef]
Kwag, DS; Чеон, HG; Чой, Дж. Х.; Ким, HJ; Чо, JW; Юн, MS; Ким, С.Х. Электрические характеристики изоляции кабеля HTS. IEEE транс. заявл. Суперконд. 2006 , 16, 1618–1621. [Google Scholar] [CrossRef]
Park, C.K. Исследование характеристик воздушной линии электропередачи в связи с пламенем лесного пожара. Кандидат наук. Диссертация, Юннамский университет, Кёнсан, Корея, 2004 г. [Google Scholar]
Ким И.С. Характеристики пробоя воздуха в расположении цилиндрического стержня и плоского электрода при наличии пламени на плоском электроде. Корейский инст. Иллюм. электр. Установить. англ. 2012 , 26, 82–87. [Google Scholar]
Чрзан К.Л.; Врублевский З. Угроза пожаров под линиями высокого напряжения. В материалах 2-й Международной конференции по достижениям в области обработки, испытаний и применения диэлектрических материалов, APTADM, Вроцлав, Польша, 15–17 сентября 2004 г.; стр. 208–211. [Академия Google]
Мин, Южная Каролина; Ким, JY; Ким С.К. Измерение огнестойкости смешанных синтетических материалов с использованием лабораторного пожарного калориметра. Корейский инст. наук о пожаре. англ. 2015 , осень, 75–76. [Google Scholar]
Мэнсфилд, Э.Р.; Хелмс, Б.П. Обнаружение мультиколлинеарности. Являюсь. Стат. 1982 , 36, 158–160. [Google Scholar]

Рисунок 1. План исследования.

Рис. 2. Схема конусного калориметра.

Рисунок 2. Схема конусного калориметра.

Рисунок 3. Компоненты конусных калориметров.

Рисунок 4. Схема установки для снижения пробойной прочности воздуха пламенем.

Рисунок 5. Тестер для снижения пробойной прочности воздуха пламенем.

Рисунок 6. ( a ) PP HRR, ( b ) PE HRR, ( c ) Кипарис HRR, ( d ) Дугласова пихта HRR.

Таблица 1. Количество лесных пожаров и количество аварий ЛЭП из-за лесных пожаров.

Variable	2005	2006	2007	2008	2009	2010
Number of forest fires	516	405	418	389	570	282
Number of transmission line breakdowns by forest fires	6	6	5	2	4	4
Variable	2011	2012	2013	2014	Average (2005–2014)
Number of forest fires	277	197	296	492	384. 2
Number of transmission line breakdowns by forest fires	5	—	—	—	3.2

Table 2. Свойства полимера.

Таблица 2. Свойства полимера.

9 7 7 5 906 5 906 906 906Таблица Свойства древесины.

Таблица 3. Свойства древесины.

Материал	Плотность (кг/м3)	Воспламеняемость	Температура воспламенения (°C)

Material	Density (kg/m3)	Moisture Content
Cypress	480	8%
Douglas fir	450	8%

Таблица 4. Результат измерения огнестойкости.

Cypress

Douglas Fir

Average HRR (heat release rate) (kW)

2.25

2.65

0.82

0.96

Средняя HRRPUA (мощность тепловыделения на единицу площади) (кВт/м ² )

198.97

234.15

82.19

95.

Max HRR (kW)

4.56

4.87

2.66

3.92

Max HRRPUA (kW/m ² )

296.21

316.22

266.02

392.13

E.HOC (effective heat of combustion) (kJ/kg)

38,730

37,909

13,107

10,235

CO_Y (CO yield) (g/g)

0.022

320

0.046

0.048

CO2_Y (CO ₂ yield) (g/g)

2.356

2.304

1,159

0,747

SOOT_Y (SOOT) (G/G)

0,046

0,061

0,000

0,061

0,000

0,061

0,000

0,061

0,000

0,061

, Напряжение пробоя диэлектрика и среднее значение испытания на электрическую прочность диэлектрика.

Таблица 5. Напряжение пробоя диэлектрика и среднее значение испытания на электрическую прочность диэлектрика.

Material	Thickness	Breakdown Voltage(kV)
Material	Thickness	1st	2nd	3rd	4th	5th	Average
PE	2 mm	11.6	11,4	11,3	11,3	11,8	11,48
	6 mm	10. 07	11.2	10.9	10.8	10.9	10.9
	480 mm²	11.6	11.7	11.4	11.7	11.2	11.52
PP	2 mm	11.6	11.6	11.6	12.4	12.5	11.94
	6 mm	12. 5	12.7	12.8	12.6	12	12.52
	480 mm²	12.1	11.4	11.5	11.7	12.2	11.78
Cypress	6 mm	14.4	14.9	14.6	14.7	15	14. 72
Cypress	480 mm²	14	14.7	14.3	14	14.6	14.32
Douglas fir	6 mm	12.9	12.7	12.9	12.7	13.3	12.9
Douglas fir	480 mm²	13.5	12.9	13.3	12. 8	12,7	13,04

Таблица 6. Взаимосвязь между результатами испытания электрической прочности изоляции в вертикальном направлении и огнестойкостью.

Division		Dielectric Strength
HRR	Pearson correlation coefficient	−0.704 **
	Significance probability	0.001
	N	20
HRRPUA	Коэффициент корреляции Пирсона	−0,702 **
	Significance probability	0. 001
	N	20
Max.HRR	Pearson correlation coefficient	−0.833 **
	Significance probability	0
	N	20
Max.HRRPUA	Коэффициент корреляции Пирсона	−0,197
	Вероятность значимости	0,405
	N	20
E. HOC	Pearson correlation coefficient	−0.734 **
	Significance probability	0
	N	20
CO_Y	Коэффициент корреляции Пирсона	−0,031
	Вероятность значимости	0,897
	N	20
CO0175	Pearson correlation coefficient	−0.660 **
Significance probability	0. 002
N	20
Soot_Y	Pearson correlation coefficient	−0.677 **
	Significance probability	0,001
	n	20

Publishs Natemals staviss stavis stavis ilsiled.

© 2022 авторами. Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья находится в открытом доступе и распространяется на условиях лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

Относительная диэлектрическая проницаемость — диэлектрическая проницаемость

Диэлектрическая проницаемость — также называемая относительной диэлектрической проницаемостью показывает, насколько легко материал может поляризоваться под воздействием электрического поля на изолятор. Относительная диэлектрическая проницаемость – это отношение «диэлектрическая проницаемость вещества относительно диэлектрической проницаемости пространства или вакуума».

Относительная диэлектрическая проницаемость может быть выражена как

ε _R = ε / ε ₀ (1)

, где 9003

, где 9003 71

, где 9003

. диэлектрическая проницаемость

ε = p электропроводность s вещество (C ² /(N m ² ))

ε ₀ = p ermittivity of vacuum or free space (8.854187817 10 ^-12 C ² /(N m ² ))

Относительная диэлектрическая проницаемость — ε _r — и диэлектрическая проницаемость — ε 9 для некоторых веществ Обратите внимание, что диэлектрическая проницаемость может меняться в зависимости от температуры для большинства материалов.

Material	Relative Permittivity — ε _r — 10 ^-12
Acetaldehyde (41° F)	21.8
Acetic Acid (68° F)	6.2
Acetic Acid (36° F)	4.1
Acetone (77° F)	20.7
Acetone (127° F)	17.7
Acetone (32° F)	1.0159
Acetyl Acetone (68° F)	23.1
Acetyl Bromide (68° F)	16.5
Acetyl Chloride (68° F )	15.8
Acetyle Acetone (68° F)	25.0
Acetylene (32° F)	1.0217
Air (Dry) (68° F)	1.000536
Воздух, Жидкость (-191 ^o C)	1. 4
Alcohol, Industrial	16-31
Alumina	9.3-11.5
Aluminum Bromide (212° F)	3.4
Aluminum Fluoride	2.2
Amber	2.8-2.9
Ammonia (-74° F)	25
Ammonia (-30° F)	22.0
Ammonia (40° F)	18.9
Ammonia (69° F)	16.5
Aniline (32° F)	7.8
Aniline (68° F)	7.3
Aniline (212° F)	5.5
Araldite	3.6
Argon (68° F)	1.000513
Bakelite	3.5-5.0
Benzene (68 °С)	2.3
Body tissue	8
Butane (30° F)	1. 4
Carbon dioxide (68° F)	1.000921
Carbon disulfide	2.6
Calcium	3.0
Casting compound	2.5
Caster oil	4.7
Ceramic, MgNb ₂ O ₆	21
Ceramic, ZnNb ₂ O ₆	25
Ceramic, MgTa ₂ O ₆	28
Ceramic, ZnTa ₂ O ₆	38
Chlorine (32° F)	2.0
Chloroform (68° F)	4.8
Concrete	4.5
Diamond	5.5 — 10
Ebonite	2.5 — 2.9
Epoxy Resin (Cast )	3. 6
Ethanol (25 ^o C, 77° F)	24.3
Ethyl Acetate (77° F)	6.0
Ethyl Alcohol (77° F)	24.3
Ethylene glycol	37
Formamide (20 ^o C)	84
Furfural	42
R12 Dichlorodifluoromethane (70° F)	2.4
Glass	3.7 — 10
Glycerin, Liquid	47-68
Glycerol (77° F)	42.5
Granite	7 — 9
Graphite	10 — 15
Guttapercha	4
Hard paper, laminated	4.5
Hydrazine (20 ^o C)	52
Hydrocyanic acid (21 ^o C)	2. 3
Hydrofluoric acid (0 ^o C)	83.6
Hydrogen peroxide (25 ^o C)	60
Ice (-2 ^o C)	3.2
Isoprene (77° Ф)	2.1
Insulation of high voltage cables	4.2
Insulation of telephone cables	1.5
Marble	8
Methanol (20 ^o C))	33.6
Mica	2.5 — 7
Mineral Oil (80° F)	2.1
Mylar	3.1
Neoprene	6.7
Nitrogen (68° F)	1.000580
Nylon	4.0 — 5.0
Oil paper	4
Olive oil	3
Paper	2,3
Бумага, пропитанная	5
бумага, воска	2,5
. 0156 Paraffin Wax	2.1-2.5
Petroleum	2.2
Phenolic resin	8
Plexiglass	3.2
Polyester Resin	2.8 — 4.5
Polyethylene, СПЭ	2,2-2,4
Полиамид	2,8
Полиамид	3,4
Полипропилен0175	2.2
Polystyrene	3
Porcelain	5.0-7.0
Pressed board	4
Pyrex Glass	4.3 — 5.0
Quartz	4.5
Rubber	3.0
Salt	3.0 — 15.0
Sapphire	8.9 — 11.1
Shellac	3.5
Silica Sand	2. 5-3.5
Silicon	11.0 — 12.0
Silicon dioxide	3.9
Silicon oil	2.2 — 2.8
Шифер	4
Хлорид натрия	5,6
Мягкая резина	2,5
Стеатит0175
Sulfur	3.5
Sulfuric acid (20 ^o C)	84
Polytetrafluoroethylene (PTFE)	2
Teflon, PTFE	2.1
Titanium диоксид	86 — 173
Трансформаторное масло, минеральное	2,2
Трансформаторное масло, растительное	2,5
Turpentine	2.2
Vacuum	1
Vulcanized fibres	2.5
Water ¹⁾	4 — 88
Wood, Dry	2 — 6

¹⁾ Вода — диэлектрическая проницаемость составляет 88 при 0 ^o C (32 ^o F) и падает с повышением температуры. Диэлектрическая проницаемость 80 при 20 ^o C (212 ^o F) и 55,3 при 100 ^o C (212 ^o F).

HCA214-50JPL — Воздушно-диэлектрический коаксиальный кабель 2-1/4 дюйма HELIFLEX® — RFS — Радиочастотные системы

Главная
/
Радиовещание и оборона
/
Радиочастотные кабели
/
Воздушно-диэлектрические линии передачи Heliflex
/
Кабели высокой мощности с воздушным диэлектриком (серия HCA)
/
2-1/4″
/
HCA214-50JPL

Ред. : C0 | Дата редакции: 09 октября 2007 г.

HELIFLEX® 2-1/4″ кабель с воздушным диэлектриком и низкими потерями; огнестойкая/безгалогеновая оболочка

ОСОБЕННОСТИ / ПРЕИМУЩЕСТВА

Низкое затухание
Низкое затухание коаксиального кабеля HELIEX® FLEX в высокоэффективной передаче сигнала в вашей радиочастотной системе.
Полное экранирование
Сплошной внешний проводник коаксиального кабеля HELIFLEX® создает непрерывный экран от радиопомех и электромагнитных помех, сводящий к минимуму системные помехи.
Низкий КСВ
Специальные версии коаксиальных кабелей HELIFLEX® с низким КСВ способствуют снижению системных шумов.
Исключительные интермодуляционные характеристики
Прочные внутренние и внешние проводники коаксиального кабеля HELIFLEX® практически исключают интермодуляции. Интермодуляционные характеристики также подтверждены современным оборудованием на заводе RFS.
Высокая мощность
Благодаря низкому затуханию, выдающимся свойствам теплопередачи и термостабилизированным диэлектрическим материалам
кабель HELIFLEX® обеспечивает безопасный длительный срок службы при высоких уровнях мощности передачи.
Широкая область применения
Типичные области применения: фидерные линии для широковещательных и наземных микроволновых антенн, беспроводных сотовых сетей, базовых станций PCS и ESMR, прокладка кабелей антенных решеток и межсоединений радиооборудования.

2-1/4″ HELIFLEX® Air Dielectric Coaxial Cable

Technical features

Applications
Applications		TV & Radio	HF Defense	Кабельные решения

9 204156 9 Материал кожуха2410

Структура
5 90 Кабель2410		Air-Dielectric, Corrugated
Size		2-1/4
Jacket Option		Blue
Inner Conductor Diameter	mm (in )	22. 7 (0.893)
Inner Conductor Material		Corrugated Copper Tube
Dielectric Diameter	mm (in)	49.9 (1.964)
Dielectric Material		Helical Polyethylene Spacer
Outer Conductor Diameter	mm (in)	56.6 (2.23)
Outer Conductor Material		Гофрированная медь
Диаметр кожуха	мм (дюйм)	2,37 (60,2)
	Polyvinylidene Fluoride, PVDF

Testing and Environmental
Fire Performance		Flame Retardant, Plenum Rated
Flame Retardant Спецификации оболочки		Соответствует/превышает метод испытания Steiner Tunnel Test Method UL 910, NEC 820-53 (a) CATVP, NFPA-262.
Температура при установке	°C (°F)	от -25 до 60 (от -13 до 140)
to 185)
Operation Temperature	°C(°F)	-50 to 85 (-58 to 185)

Electrical Specifications
Impedance	Ω	50 +/- 0.5
Maximum Frequency	GHz	2.3
Velocity	%	95
Capacitance	pF/m (pF/ft)	66.6 (20.3)
Inductance	uH/m (uH/ft)	0. 167 (0.051)
Peak Power Rating	kW	425
RF Peak Voltage	Volts	6500
Jacket Spark	Volt RMS	8000
Inner Conductor dc Resistance	Ω /1000 м (Ом/1000 футов)	0,32 (0,16)
Сопротивление внешнего проводника постоянному току	Ом/1000 м (Ом/1000 футов) 7 9,90 0 06
Обратные потери (КСВН) Производительность		Стандарт
Мин. Обратные потери (макс. КСВ)	дБ (КСВН)	Типичное значение 20,8 дБ (1,2 КСВ) или лучше в рабочих диапазонах большинства глобальных частотных диапазонов. Премиум также доступен. Свяжитесь с производителем для получения информации о вариантах для вашего конкретного диапазона частот.
Фазовая стабилизация		Фазостабилизированные и согласованные по фазе кабели и сборки доступны по запросу.
Temperature & Power		Standard

9405 Минимальный радиус изгиба

Mechanical Specifications
Cable Weight, Nominal	kg/m (lb/ft )	1,7 (1,15)
Минимальный радиус изгиба, один изгиб	мм (дюйм)	210 (8)

410	mm (in)	560 (22)
Tensile Strength	N (lb)	1900 (427)
Recommended / Maximum Clamp Spacing	m (ft)	0,8 / 1 (2,75 / 3,25)

Attenuage @ 20 ° C (68 ° F) и Power Attenuage @ 20 ° C (68 ° F) и Power at ather at at ° C) и Power at ather at at ather at at ° C). Навигация по записям Что такое припой: ПРИПОЙ \| это… Что такое ПРИПОЙ? Огонь плазма: Огонь содержит плазму? Похожие записи 05.09.2023 0 Coocox: CooCox. Текущее состояние дел. / CoIDE / Pluslab 05.09.2023 0 Приборы для измерения давления жидкости: Манометр — из чего состоит? Виды и типы 05.09.2023 0 Регулируемая индуктивность: Регулируемая катушка индуктивности на кольцевом сердечнике Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт Рубрики Автолюбителям Датчик Лайфхаки Преобразователь Своими руками Схемы Усилитель Разное © 2018 M-Gen Карта сайта

Газообразные диэлектрики

Газообразные диэлектрики

причины уменьшения и методы контроля

Что такое электрическая прочность?

Причины уменьшения электрической прочности

Методы контроля

Примеры расчетов

Литература

Электрическая прочность диэлектриков — презентация онлайн

1. №5. Электрическая прочность диэлектриков

Газообразные и жидкие диэлектрики

Газообразные и жидкие диэлектрики

Измерение и погрешность воздушных диэлектрических конденсаторов от 1 кГц до 10 МГц. (Конференция)

Форматы цитирования

air dielectric — перевод на испанский язык – Linguee

Определение, единицы измерения, формула, значения пластичности и список материалов

Что такое диэлектрическая проницаемость?

How to Рассчитать диэлектрическую проницаемость?

Полярные пластмассы против неполярных пластмасс

Факторы, влияющие на диэлектрическую проницаемость

Значения диэлектрической проницаемости некоторых пластиков

1.

2. Материалы и методы

2.1. Выбор экспериментальных материалов

2.2. Эксперименты с конусным калориметром и метод анализа

2.3. Экспериментальный метод электрической прочности диэлектрика

3. Результаты

3.1. Результаты измерения характеристик воспламенения

3.2. Результаты измерения диэлектрической прочности воздуха при напряжении постоянного тока

3.3. Анализ корреляции между свойствами воспламенения и результатами эксперимента по электрической прочности диэлектрика

4. Выводы

Вклад авторов

Финансирование

Заявление Институционального контрольного совета

Заявление об информированном согласии

Заявление о доступности данных

Конфликт интересов

Каталожные номера

Относительная диэлектрическая проницаемость — диэлектрическая проницаемость

HCA214-50JPL — Воздушно-диэлектрический коаксиальный кабель 2-1/4 дюйма HELIFLEX® — RFS — Радиочастотные системы

410

Похожие записи

Coocox: CooCox. Текущее состояние дел. / CoIDE / Pluslab

Приборы для измерения давления жидкости: Манометр — из чего состоит? Виды и типы

Регулируемая индуктивность: Регулируемая катушка индуктивности на кольцевом сердечнике

Добавить комментарий Отменить ответ