Попов В.С., Николаев С.А. Общая электротехника с основами электроники (1972), страница 4

ванне, обугливавие и т. д. Причиной разогрева могут быть диэлектрические потери или увеличение электропроводности диэлектрика и значительное не пропорциональное возрастание объемного тока (см. З 2-4) при повышении напряжения. Прочность диэлектрика зависит от ряда условий: рода напряжения, скорости изменения его, продолжительности действия напряжения, формы электрического поля (формы электродов), толщины диэлектрика, его температуры, влажности, а у газов и от давления.

Для надежности работы электроустановки необходимо, чтобы все диэлектрики ее работали при напряженностях, не выше до п у с т и мы х, которые должны быть в несколько раз меньше пробивных. Электрическая прочность некоторых диэлектриков приведена в табл. 1-1. Пример 1-3. Лист электрокартона толщиной О,З см зажат между двумя плоскими метзллнческнми электродами. Определить допускаемое и пробивное напряжения.

Допускаемое напряжение должно быть в 3 раза меньше пробивного. Решение. По табл. 1-1 находим пробивную напряженность для электрокар- тона лир = !00 1О' В/см. Пробивное напряжение ггир Жврл= 100 О,3=ЗО кВ. Допустимое напряжение Сгк.„-и„эГЗ=ЗО1З=10 кв, 4-8. Эпентромзопяцномные матермапы Электроизоляционными называются вешества— диэлектрики, обладающие ничтожной электрической проводимостью, способные поляризоваться в электрическом поле. В них возможно длительное существование электростатического поля и накопление потенциальной электрической энергии. Электроизоляционные материалы применяются для изоляции проводниковых элементов или частей электрических машин, аппаратов, приборов и т, д., находящихся под разными потенциалами, 20 К электроизоляционным материалам предъявляются весьма разнообразные требования, главные из которых П достаточная электрическая прочность (см.

ниже); 2) большие удельные объемное и поверхностное сопротивления (см 3 2-4); 3) высокая диэлектрическая проницаемость; 4) малые диэлектрические потери.-Кроме того, имеют значение механические, термические и другие свойства. В соответствии с разнообразием требований в электротехнике применяются много различных электроизоляцион. ных материалов. Электроизоляционные материалы можно разделить па группы по'разным признакам„ например". 1) по их агрегатному состоянию — на газообразные, жидкие, твердые; 2) по их химической природе .— на органические и неорганические; 3) по их нагревостойкости — на классы и т.

д. а) Газообразные диэлектрики. Главным из газообразных изоляторов является воздух. При нормальной температуре (+20' С) и нормальном давлении О,1 МПа (760 мм рт. ст.) электрическая прочность воздуха (30 Х р' .1О' В!см) меньше', чем у большинства жидких и твердых диэлектриков. Поэтому иногда наблюдается пробой воздушного промежутка непосредственно у поверхности изолятора, который называется поверхностным разряд о м. Из других газов в качестве изоляции применяются водород, углекислый газ, азот и инертные газы: аргон, неон и др, б) Жидкие диэлектрики. Кжидкимдиэлектрикам относятся: минеральные масла, синтетические жидкости, смолы, лаки. Минеральные масла являются продуктами перегонки цсфти и представляют собой смеси жидких углеводородов. Опн применяются в масляных трансформаторах, масляных выключателях, кабелях и конденсаторах.

В трансформаторах масло служит для изоляции токоведугцих частей и для охлаждения путем конвекции, т. е. переноса тепла при циркуляции масла. В масляных выключателях масло способствует гашению электрической дуги при разрыве цепи. В кабелях и конденсаторах масло применяется для про""тки бумажной изоляции.

Масло должно иметь высокую электрическую прочность (100 — 200 кВ/см). Она резко падает при наличии влаги, поэтому перед заливкой и периодически прн эксплуатации 21 масло должно высушиваться и очищаться. Нскоторыс характеристики масла даны в табл. 1-1. Т а 5 л и и а 1-1 Характеристика некоторых влектроизоляциоииых материалов еср дизлектрзк о.. !оэ в;си Бумага, пропитапиая маслом Воздух, Гетинакс Яикаиит Поливииилхлорид Резина Стекло Слюда Совол Трапсформаториое масло Фарфор Элсктрокартои 100 †2 30 100 †1 150 †4 325 150 †2 100 †!50 500 — 1 000 150 60 — 180 150 — 200 60 — 120 3,6 ! 4 — 7 б — 6 3,2 3 — 6 6 — !О 5,4 2 — '2,5 5,5 3 — 5 108 !030 !Оз !Оз~ 10'з 10ы — 104 з 10" б.

10м !О" — 10'з 5 1О'з — 5 !Озз 10'з — 10'з 10з — Юз Искусственный жидкий диэлектрик совол, представляющий смесь молекул дифенила разной степени хлорирования, применяется взамен минерального масла для пропитки и заполнения конденсаторов, при этом емкость конденсаторов повышается в 2 раза. Для заполнения трансформаторов применяют совтол, который представляет собой совол, разбавленный трихлорбснзолом. Так как он негорюч, то залитые им трансформаторы безопасны в пожарном отношении. Смолы при низких температурах — это аморфные стекло- образные массы.

При нагреве они размягчаются и становятся пластичными, а затем жидкими. Смолы не гигроскопичиы и не растворяются в воде, но растворяются в спирте и других растворителях. Смолы являются важнейшей составной частью многих лаков, компаундов, пластмасс, пленок. Природные смолы — это продукт жизнедсятелыюсти некоторых насекомых (например, шеллак) или растений— смолоносов.

Наибольшее значение имеют синтетические смолы, например полиэтилен, поливинилхлорид (см. табл. 1-1), которые применяются для изоляции проводов, кабелей, для защитных покрытий, для изготовления лаков. Лаки представляют собой растворы пленкообразующих веществ: смол, битумов, высыхающих растительных масел (например льняного), эфиров целлюлозы. В процессе сушки происходит образование лаковой пленки, Лаки применяются для пропиткн обмоток с целью защиты от влаги н химически активной среды, а также для склеивания листочков слюды между собой или с бумагой и тканью. в) Твердые диэлектрики. Твердые диэлектрики составляют паиболес многочисленную группу изоляционных материалов (см.

табл. 1-1). 1, Волокнистые органические материалы: бумаги, картон, фибра, ткани изготовляются из волокон древесины, хлопка, капроца. Они обладают гибкостью, достаточной механической прочностью и гигроскопичностью, для умсньшення которой применяется пропитка минеральным маслом или компаундом.

Бумага изготовляется в основном из древесины, Промышленность выпускает бумагу кабельную, конденсаторную, намоточную для изготовления бакелитовых изделий, оклеечную для изоляции листов электротехнической стали др Элсктрокартон (прсссшпан) изготовляется из целлюлозы н подвергается прсссованию. Он широко применяется для прокладок в электрических машинах, трансформаторах и других электротехнических изделиях. Фибра изготовляется из пористой бумаги путем обработки се хлористым цинком. Г!рименяется для изготовления панелей, стоек, втулок и т. д. Гетинакс — это много слоев прессованной бумаги, пропитанных бакелитовым лаком. Текстолит представляет собой прессованную многослойную ткань, пропитанную бакелитовым лаком.

После пропитки материал подвергается нагреванию, после которого лак отвердевает. 2. Пластмассы — материалы, состоящие из двух составных частей — связующей и наполнителя. Связующей служат смолы илн битумы, а также жидкое стекло или цемент. Пластмассы широко применяются в электротехнике в качестве изоляционных и конструкционных материалов. 3. Эластомерами называют материалы, обладающие свойствами эластичности, т. е. сильно удлиняться прн растяжении и принимать прежние размеры прн снятии нагрузки.

Каучук натуральный н синтетический обладает высокой ~ластичностью и малой проннцаемостью для влаги и газов. Резина — эластичный материал, получается путем введения в каучук серы. При содержании серы 1 — 3% полу- чается мягкая эластичная резина, при содержании серы 25 — 50аа получается твердая резина — эбонит, нсэластичный, ио хорошо поддающийся обработке материал. Последнее время резина с успехом заменяется пластмассами — эластомерами, например поливинилхлоридом, полиэтиленом, более стойкими к действию щелочей, кислот, минеральных масел.

3. Стекло получается плавлением кремнезема (510в) сокислами натрия, калия, кальция, с последующим охлаждением. Обычное стекло обладает хрупкостью. Специальные сорта стекла, например, сталинит, имеет высокую прочность. Стекло в электротехнике применяется для изготовления изоляторов, а также колб ламп накаливания и электронных ламп. Стеклянное волокно н стеклопряжа применяются, например, в качестве изоляции проводов, предназначенных для работы при высокой температуре. 4. Электрофарфор изготовляется из каолина, огнеупорной глины, кварца, полевого шпата.