Độ bền điện môi của chất điện môi là gì? Hãy cố gắng hiểu thuật ngữ này để xác định các đặc điểm của chỉ báo này.
Định nghĩa
Chất điện li là những chất không dẫn điện tốt hoặc không dẫn điện hoàn toàn. Giá trị của mật độ trong chất mang điện tích (electron) không vượt quá 108 mảnh trên một cm khối. Đặc điểm chính của vật liệu cách điện là khả năng phân cực trong môi trường bên ngoài. Chất điện môi bao gồm các chất ở thể khí, các loại nhựa khác nhau, thủy tinh và các vật liệu cao phân tử. Chất cách điện tinh khiết về mặt hóa học là nước.
Đặc tính điện môi
Nhóm này bao gồm nhiệt điện, nhiệt điện, chất giãn, áp điện. Các thuộc tính thụ động và hoạt động của những vật liệu như vậy được sử dụng tích cực trong công nghệ hiện đại, vì vậy chúng tôi sẽ xem xét chi tiết hơn về chúng.
Đặc tính thụ động của chất cách điện áp dụng khi chúng được sử dụng trong các tụ điện thông thường.
Vật liệu cách điện là chất điện môi không cho phép mất điện tích. Với sự giúp đỡ của họ, có thể tách các mạch điện ra khỏi nhau, các bộ phận của thiết bị khỏi các bộ phận dẫn điện. Trong những tình huống như vậygiấy phép không có vai trò đặc biệt.
Các chất điện môi hoạt động (được điều khiển) là nhiệt điện, chất sắt, chất điện quang, vật liệu cho cửa chớp và bộ phát trong công nghệ laze.
Nhu cầu về vật liệu điện môi đang tăng lên hàng năm. Lý do là sự gia tăng năng lực của các doanh nghiệp công nghiệp và các tổ chức thương mại.
Ngoài ra, nhu cầu về chất điện môi gia tăng có thể được giải thích bởi sự gia tăng số lượng thông tin liên lạc và các thiết bị điện khác nhau.
Trong công nghệ, độ bền điện của chất cách điện có tầm quan trọng đặc biệt, liên quan đến sự sắp xếp của các phân tử và nguyên tử trong mạng tinh thể.
Phân loại
Trong các điều kiện khác nhau, vật liệu điện môi có thể thể hiện các đặc tính cách điện khác nhau, điều này quyết định phạm vi ứng dụng của nó. Ví dụ, độ bền điện môi thay đổi theo nhiệt độ.
Tùy thuộc vào cấu trúc, vật liệu cách điện hữu cơ và vô cơ được phân biệt.
Khi ngành công nghiệp điện phát triển, việc sản xuất vật liệu điện môi từ khoáng chất cũng tăng theo. Công nghệ gần đây đã được cải tiến rất nhiều để có thể giảm đáng kể chi phí sản xuất, do đó, chất điện môi khoáng đã thay thế các vật liệu hóa học và tự nhiên.
Vật liệu điện môi khoáng
Các hợp chất như vậy bao gồm:
- Lắp đặt, kiềm, đèn,kính tụ, gồm một hỗn hợp các oxit khác nhau. Khi tạo oxit nhôm, canxi, silic, độ bền điện của vật liệu tăng lên.
- Men thuỷ tinh là vật liệu trong đó một lớp men mỏng được phủ lên bề mặt kim loại.
- Thanh dẫn ánh sáng, là một loại sợi thủy tinh dẫn sáng đặc biệt.
- Mặt hàng gốm sứ.
- Mica.
- Amiăng.
Mặc dù có nhiều loại vật liệu cách điện như vậy, nhưng còn lâu mới có thể thay thế chất điện môi này bằng chất điện môi khác.
Độ bền điện của lớp cách điện là một tính chất quan trọng, nhưng nó không phải là điều duy nhất cần chú ý khi lựa chọn vật liệu như vậy.
Cũng đặc biệt chú ý đến các tính chất nhiệt, cơ học, vật lý và hóa học khác, bao gồm khả năng xử lý các loại hình khác nhau, chi phí, tính sẵn có của vật liệu.
Kiểm tra độ bền điện của lớp cách điện được thực hiện nhằm đảm bảo an toàn tối đa cho hoạt động của các dụng cụ và thiết bị.
Dầu dầu cách điện
Dầu máy biến áp, được sử dụng cho máy biến áp điện, có sự phân bổ tối đa trong kỹ thuật điện giữa các vật liệu cách điện lỏng. Chúng lấp đầy các lỗ rỗng trong lớp cách điện dạng sợi, khoảng cách giữa các cuộn dây, làm tăng độ bền điện môi của lớp cách nhiệt, thúc đẩy quá trình thoát nhiệt. Ngoài ra, dầu máy biến áp được sử dụng tích cực trong các máy cắt dầu cao áp. Trong các thiết bị như vậy, giữa phân kỳcác tiếp điểm của công tắc ngắt hồ quang điện, do đó kênh hồ quang nhanh chóng được làm mát và dập tắt. Để có được dầu cách điện từ khoáng dầu mỏ, người ta sử dụng dầu, tiến hành chưng cất theo giai đoạn với sự phân tách theo từng giai đoạn ở mỗi giai đoạn và tinh chế chi tiết khỏi các tạp chất bằng axit sulfuric, sau đó rửa và làm khô.
Độ bền điện của một loại dầu như vậy là một giá trị rất nhạy cảm với độ ẩm. Ngay cả khi có một ít phụ gia nước trong dầu, lượng vật lý này cũng giảm đáng kể. Dưới tác dụng của điện trường, các giọt nước nhũ tương được hút vào những nơi mà cường độ trường có giá trị cực đại, do đó sự đánh thủng hình thành.
Với độ bền điện của dầu giảm mạnh, dầu không chỉ chứa các phân tử nước mà còn chứa các tạp chất dạng sợi. Chúng hấp thụ nước, ảnh hưởng đáng kể đến các đặc tính điện của chất điện môi lỏng.
Dầu cáp
Chúng được sử dụng trong sản xuất dây cáp điện. Khi lớp cách nhiệt bằng giấy của chúng được tẩm dầu, việc loại bỏ tổn thất nhiệt sẽ tăng lên.
Có nhiều loại dầu cáp khác nhau. Ví dụ, để ngâm tẩm dây cáp điện bằng nhôm và vỏ bọc chì, dầu của nhãn hiệu KM-25 được sử dụng, có độ nhớt động học ít nhất 23 milimét / giây, điểm đông đặc không quá 1000 độ. Để tăng độ nhớt của dầu, nhựa thông được thêm vào nó hoặcchất làm đặc tổng hợp.
Trước khi sử dụng chất điện môi, hãy kiểm tra độ bền điện môi của chất cách điện.
Chất điện môi tổng hợp lỏng
Những vật liệu cách điện này vượt trội hơn ở một số khía cạnh so với dầu mỏ. Chúng có xu hướng lão hóa điện, ảnh hưởng tiêu cực đến các đặc tính dưới tác động của điện trường cường độ tăng.
Để giải quyết vấn đề này, các tụ điện được tẩm chất điện môi lỏng phân cực.
Kiểm tra cường độ điện là biện pháp bắt buộc để chọn loại vật liệu cách điện hiệu quả nhất.
Hydrocacbon clo hóa
Chúng thu được từ các hydrocacbon khác nhau bằng cách thay thế một hoặc nhiều nguyên tử hydro bằng clo. Loại phổ biến nhất của các chất điện môi như vậy là biphenyl clo hóa. Nó có độ nhớt cao, có các đặc điểm chính tương ứng với GOST. Độ bền điện của chất cách điện này cao hơn so với các loại dầu không phân cực khác, do đó, khi sử dụng nó, thể tích của tụ điện gần như giảm đi một nửa. Trong số các ưu điểm của biphenyl được khử trùng bằng clo, chúng tôi nhấn mạnh khả năng không thể kết hợp của chúng, và nhược điểm là độc tính và giá thành cao.
Trong số các vật liệu nội địa rẻ tiền có đặc tính cách nhiệt tuyệt vời, chúng tôi nêu bật hỗn hợp isobutene và các đồng phân của nó (octol), thu được do quá trình nứt dầu.
Chất cách điện tự nhiên
nhựa thông,là một loại nhựa giòn thu được từ nhựa cây, có chứa các axit hữu cơ trong thành phần của nó. Nó hòa tan tốt trong dầu mỏ và được sử dụng làm các hợp chất làm kín và ngâm tẩm cáp.
Một lớp dầu thực vật mỏng, rơi trên bề mặt vật liệu, tạo thành một lớp màng mỏng, làm tăng đặc tính cách nhiệt của bộ phận.
Nguyên nhân gây mất cường độ điện
Trong những dielectrics được sử dụng trong thực tế, có những khoản phí miễn phí. Khi các electron chuyển động, độ dẫn điện tăng lên. Vì có rất ít phí, nên chất cách điện đã vượt qua bài kiểm tra này một cách thành công. Độ bền điện của chất cách điện xác định các lĩnh vực chính trong ứng dụng công nghiệp của chúng.
Cách điện là cần thiết để cách ly dòng điện, kiểm soát nhiệt độ, cường độ điện trường, các đặc tính khác mà các thiết bị và dụng cụ có.
Nếu áp điện được sử dụng làm chất điện môi trong tụ điện, nó sẽ thay đổi đặc tính tuyến tính của nó dưới tác động của hiệu điện thế xoay chiều, biến thành máy phát dao động siêu âm.
Kết
Công nghệ và tính năng hoạt động của thiết bị điện và vô tuyến xác định các yêu cầu khác nhau đối với các thông số của vật liệu điện môi.
Chất cách điện được sử dụng cho các mục đích thực tế có ít electron trong khối lượng của chúng, vì vậy ở điện áp không đổi, chúng truyền qua một dòng điện tối thiểu, được gọi là dòng điện rò rỉ.
Nếu điện áp tăng,được áp dụng cho cách điện, giá trị cường độ trường trong chất điện môi sẽ vượt quá một giá trị nhất định, chất cách điện sẽ mất đặc tính cách điện.
Dòng điện chạy qua chất cách điện tăng lên và điện trở của nó giảm, gây ra ngắn mạch các điện cực.
Hiện tượng này được gọi là đánh thủng điện môi. Trong trường hợp khi điện áp đặt vào chất điện môi đạt đến giá trị tới hạn, dòng điện chạy qua tăng mạnh, điện áp trên các điện cực giảm, do sự thay đổi không thể đảo ngược, điện trở của chất cách điện giảm.
Tùy thuộc vào các thông số về cách ly nguồn và năng lượng, tia lửa điện xảy ra sau khi đánh thủng, dẫn đến nóng chảy, cháy, nứt và các thay đổi khác ở cả điện môi và điện cực.
Với việc lựa chọn đúng vật liệu cách điện, bạn có thể đảm bảo sự vận hành trơn tru của các thiết bị điện và thiết bị kỹ thuật.
