Справочник по электротехническим материалам. Под ред. Ю.В.Корицкого и др. Том 1 (3-е изд., 1986) (1152095), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Особо большое значение имеет теплопроводность сравнительно толстой изоляции в устройствах высокого напряжения. Теплопроводность влияет иа электрическую прочность при электротепловом пробое (см. з 25) н иа стойкость материала к термоударам (формула (2.93)).
Формальное определение полной и удельной теплопроводности н полного и удельного термического сопротивления аналогично оп. ределению полной и удельной электрической проводимости и полного н уделыюго объемного электрического сопротивления. Уравнение установившегося процесса передачи тепла через тело с полным термическим солрптнвлекием В, прн разности температур иа горячей в холодной поверхностях ЬТ: Р = АТг)ге~ (2.
94) (где Р— мощность теплового потока, т, е. колячество тепла, проходящего через тело за единицу времени) аналогично закову Ома для электрической цепи, причем Р играет роль тока, а ЬТ вЂ” разности потенциалов. При выражении Р в ваттах н АТ вЂ” в кельвниах илк в К7 адусах ?4ельсия, единицей для Ит является Вт нлв С/Вт. Расчет термического сопротивления тел производится по формулам, акзлогвчным формулам для расчета электрйческого сопротивления: напРимер, для движения тепла через участок тела между двумя параллельными друг другу плоскостяыи — горячей и холодной, которые в свою очередь перпшцп»пулярки тепловому потоку, прн обозиачевнях согласно рис.
2,2 )ст = Рт 878 (2.%) аналогично формуле (2.4); для цилиндрического слоя (см. Рис. 2.3) )7т = — (н— (2. 96) 2к( б» аналогично формуле (2.5) н т. п. Здесь р»вЂ” удельное термическое сопротивление материала, которое выражается в м К/Вт. Обратная рт Т а б лиц а 2.3. Тенлопроводиосзь. некоторых материалов и т»елепрсеодНтг .К> величина )Ь аналогичная У (формула '(2.1!Ц. называется коэффициентом теплопроводяостй материала: Х = 1(рт; (2.97) Х выражается в Втг(м К) илн ВтПм'С). Большие значения р, имеют пористые материалы (с газовыми вклкмрнинми). При 'пропятке н увлажнении материдлов, а также прн кх уплотнении вяешним д вием р, уменьшается.
Ориентировочные звачешш коэффициента теплопроводности й рида электроизоляцнонных (и, для сопоставления, ироводииковых н полупроводниковых) материалов Йрпйэдены в табл 2.3. Величина (2.93) где с — удельная теплоемкость (формула (2.100)) н  —.плотносгь материала, называется коэффициентом теюырагуропроеодносги' знание этого параметра важно прн расчете иеустановившихся тепловых процессов в различных устройствах. Теплоемкость. При сообщении телу, имевшему теплоемкость С„количества теплоты О его температура поднимается иа АТ = ЩС ° (2.99) В СИ тевлоемкость тела выражается. 'в Дж/К.
Для тела из однородного материале, имекпцего массу М, теплоемкость равна: С =сМ, (2. 100) где с параыетр материала — его уделэназ теллоемкосгь Дж((кг.К). В некоторых случаях 'удельную теплоемкость относят не к единице массы, а к единице Воздух (в малых зазорах) Битум Иеллюлоэная бума'а Лакоткэнь Гетинакс Плавленый кварц 810з Фаофор Стеатнт Двуокись титана ТВО» Кристаллический кварц Графит С Окись алюмяиия А!»О» Окись магии й(80 Германий Ое )Келезо Ре Кремний Окись бериллия ВеО Алюминий А1 Медь Си 0,05 0,07 0,10 0,13 0„35 1.25 1;6 2,2 . 6,5 12 18 30 36. 58 68 !09 218 226 390 Общие свойства элехгроиэоллииакных материалов Равд.
2 объема вещества. В этом случае единицей теплоемкасти будет Дж/(м'К). Для.газов различают две удельные тепло- емкости — удельную теплоемкосгь при неизменном давлении ср н удевьную теплоемкосгь при неизменном обьеме с . Очевидно, что ср>с». так как при расширении нагревающийся газ совершает механическую работу, Для твердых и жидких тел различие между с„и с, практически отсутствует. Ориентировочные значения удельной теплоемкостн с ныссторых материалов при нормальной температуре: электротехнический фарфор — 900, органические полимеры 1200— 2230, нефтяные злектроизоляционные масла 1800 — 2500, германий — 380, кремний — 7Щ медь в 386, алюминий †9 Дж/(кг.К), Весьма высокую удельную теплоемкость — около 4200 Дж/(кг.
К) — имеет вода, 2.7. РАЗЛИЧНЫЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЗЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ Растворимость н растворяемость. Эти общие физико-химические свойства материалов важны для подбора подходящих растворителей лаков и пр., а также для прогнозирования стойкости твердых материалов к действию различных жцпкостей, с которыми этим материалам приходится соприкасаться как в процессе изготовления электрической изоляции (например, прн пропитке изоляция лаками), так' в в эксплуатации (пример — изоляция маслонаполнеяных трансформаторов). Растворимость твердых материалов обычно оценивается количеством материала, переходящего в раствор аа единицу времени с единицы поверхности материала, соприкаса:а- шейся с растворителем.
Кроме того, нередко определяют наибольшее количество материала, которое может быть растворено в единице объема данного растворителя (т.е. концентрацн1о насыщенного раствора). Как правило, легче всего растворяются вещества, близкие к расшорителю по химической природе и содержащие в молекулах сходные группировки атомон; полярные вещества легче растворяются в полярных жидкостях, неполярные — в неполярных. Так, неполярные илк сла.бо полярные углеводороды (например, парафин, каучук) растворшотся в жидких углеводородах; полярные смолы, содержащие гвдроксильные группы (фенолоформальдегидиые и другие смолы), растворяются в спирте н гных полярных растворителях. Растворимость уменьшается с повышением степени полимериззции (молекулярной массы); высокомолекулярные вещества с линейной структурой молеиул растворяются сравнительно легко, а с пространственной структурой — трудно. Прн повышении температуры растворимость уиеличиваегся.
. Химостойкость. Стойкость к разъсданню (коррозии) различными соприкасающимися веществами (газами, водой, кяслотами, щелоч- ными н солевыми растворами и т. и.) электро- изоляционных материалов весьма разнообразна. При определении химостойкостн образцы материалов иа длительное время помещают в условия, по возможности более близкие к эксплуатационным (или еще более суровые) с точки зрения выбора концентрации химически активной среды, температуры (прн повышении температуры интенсивность коррозии сильно увеличивается) и т.
д., после чего определяют изменение внешнего вида образцов, их массы и других параметров. Для масел и т. п. измеряют кислотное число, характеризующее содержание в материале свободных кислот. Эта величина опреде. лает технологические особенности материала, а также способность материала вызывать коррозшо соприкасающихся с иим тел, напрнмео металлов. В трансформаторном масле высокое кислотное число является важным призяаком плохой очистки при изготовлении или далеко зашедшего процесса старения масла (см.
равд. 4). Кислотное число есть количество граммов едкого кали, требующееся для того, чтобы нейтрализовать все свободные кислоты, содержащиеся в 1 кг испытуемого материала (пример обозначения: 0,4 мг КОН на 1 г или, что то же самое, 0,4 г КОН на 1 кг). Гигроскопичность. Многие электроизоляцнонные материалы в той или иной степени гиеросхоличяы, т. е способны сорбировать нлагу иа окружающей среды, и влагопроницоемы, т.
е, способны пропускать сквозь себя влагу. Образец электроизоляцвонного материала, помещенный в определенные условия влажности и температуры окружающей среды, черэз неограниченно большое время достигает некоторого «равновесного» состоявия влажности. Сравнительно сухой образец материала, помещенный во влажный возцух с относительной влажностью ~р, будет постепенно поглощать влагу яз воздуха, и влажность матеряала ф (т.е. содержание влаги на единицу массы материала) с течением времени 1 будет повышаться, аснмптотнчески приближаясь к знвчевню равновесной влажности фр, соответствующей данному значению ф (рис 2,44, кривая а). Наоборот, если в воздух с той же относительной влажностью ср будет помещен образеп того же материала с высокой начальной влажностью, то влажность образца будет уменьшаться, асимптотячески приближаясь к равновесной влажности фр, в этом случае происходит сушка материала (кривая б).
Для различных материалов значения равновесной влажности при одном я том же значении относительной влажности воздуха весьма различны (рис. 2.45). Прн повышении температуры равновеснэч влажность, соответствующая тому же значению ~р, понижается (рис. 2.46). Таким образом, сушке благоприятствует не только пониженная влажность окружающей среды и смена воздуха (вентиляция), но и повышение температуры.
Под влоголоелощаемостью подразумевается равновесная влажность данного материала при нормальной температуре в воздухе, относительная влажность ~р которого близка к 100 %. Иногда электрической изоляции прнходнся работать в условиях соприкосновения не только с воздухом, содержащим пары воды, ио н с водой (изоляторы открытых установок, подвергающиеся действию атмосферных осадков; иаоляция электрических машин в аппаратов на кораблях, в погружных насосах и т.п.). 41 4 2.0 Тгрмнтгсниг сгодстга гггнтропзоллционных мптгриалог Ь/ гб /5 о гб 50 (2;103) С фР, Рис.
2.44. Изменения влажности ф образца гигроскопичпого материала при увлажнении (кривая а) и при сушке (крнвая б) Рис. 240. Зависимость равновесной влажности фа от относительной влажности /р окружающего воздуха для различных материалов (при 20 ес); / — дерева: 2 — кабальна» бумага: г — фенолееернальде/ялеае алас/масса/ г — аорестаа керенака Рис 2.46. Кривые зависимости равновесной влажности фр древесины от относительной ваажности /р окружающего воздуха для различных значений температуры В таких случаях представляет интерес определение годопогго/цагмосгн (см. Равд.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
