Справочник по электротехническим материалам. Под ред. Ю.В.Корицкого и др. Том 1 (3-е изд., 1986) (1152095), страница 9

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 9)

Значенвя р практически применяемых твердых и жидких элекгроизоляциоиеых материалов (прн нормальной температуре, нормальной влажности окружающего вгждуха и ие слишком высоких значениях напряженностч электрического поля в материале) лежат в пределах примерно от 10« — 10« Ом.м для сравнительно низкокачественных, применяемых в мало ответственных случаях материалов (древесина, мрамор, асбестсцемент и т.

и.) и до 1О'4 — 10'г Ом и длн таких материалов, как погнстирол, полиэтилен, политетрафторзтвлеи и т.пл для неионизнрованных газов р еще выше. Отношеьие удельных сопротивлений высококачественного твердого диэлектрика и хорошего проводника (при нормальной температуре) выражается колоссальным числом — порядка 1О㫠— !Ог'. Величина у, обратная величине р, — удельнал объемнан проводимость материала, См/м: у =' 1/р. (2ту) Помимо См/м (вли Ом-'м -'), иногда применяют другие единицы для у, являющиеся ьеличинами, обратными вышеприведенным единицам для р: См/см, и/(Ом ммг) или МСм/и и т, п.

(см. с. 13). Эяекгропроводноств диэмкгриков 19 Электроды нале»три» Диэлектрик внутренним диаметром металлической оболочки дя (рааиусом гя) при аначении удельного объемного сопротивления изоляции р величина р, может быть определена по формуле (2.5) или (2,6). Удельное поееркностное сопрогизмнив ря характернзует свойство электраизоляционного материала создавать в изготовленной из него изоляции поверхностное сопротивление. Поверхностное сопротивление между двумя электродами с параллельнымн обращенными друг к другу прямыми кромками длиной К находящимися на расстоянии и друг от друга (рис, 2.4), равно откуда Как видно из формулы (2.1Г), размерность удельного поверхностного сопротннлениз совпадает с размерностью сопротивления, т.е.

единица рз — Ом. Удельное поверхностное сопротивление рз равно сопротивлению квадрата (любого размера!) на поверхности данного материала, если тон подводится к электродам, образующйм две противоположные стороны этого квадрата; поэтому единицу рз иногда неправильно называют «ом на квадрат» (ОмуП).

Формулы (2,11) и (2.11') справедливы, если пренебречь влиянием краев электродов (при п~Ь); мы имеем в виду также, что ток объемной утечки через материал между злыь тродами не учитывается (при измерении или расчете тока утечки), т, е. весь тон утечки считается поверхностным. Если обращенные друг к другу кромки электродов на поверхности диэлектрике †д концентрические окружности (рис. 2.5), то поверхностное сопротивление кольцевого зазора между ними равна: 3 дз Рх гг )1х — — — !и — — !и —, (2.

12) дз где д, и г, — соответственно диаметр и радиус виутревнего, а дя и г,— внешнего электрода. Формула (2.12) более точная, чем ![2.11). Если д» вЂ” 4<цдь то Ря Из — Из Рх гэ »1 Пз— .(2.13) и дз+ дт и гз+ гз ~яф 2.4. К определенвю поверхностного сопротивления между электродами с параллельными друг другу кромками Рис 2.5. К определению поверхностного сопротивления между двумя концентрическнми электродами Рис. 2.6. К определению поверхностного сопротивления между двумя дисиовыми электродами Лля однородного электрического полн в материале могут быть написаны уравнения за.

кона Ома в обобщенной форме: з уЕ = Е!р. (2. 8) где у, А/зр — плотность така проводимости (для электрической изоляции — плотность тока утечки); Е, В/м — напряженность диэлектрического поля. В формулу (2.9) геометрические размеры тела, по которому проходит ток,не входят. Отметим еще два варианта удельного объемного сопротивления †удельн (помречное) сопротивление слои и удельное сопри«неяснее изоляции кабеля. Поперечное сопротивление слоя Я ( — сопротивление участка площадью 5, мз, слоя диэлектрика постоянной толщины й, м, сквозь который проходит ток (пример — слой эмали, нанесенный на металлическую пластинку): П„=рй!8=р 8, (2.9) откуда удэя ыиы поваре«кое сопротивление слоя, Ом м': Р,-Е,5=РЬ.

(2.9') Единица для удельного поперечного сопротивления слоя — Ом мз. Удельное сопрагиэмние изоляции кобеля (или провода) р т. е. объемное сопротивление изоляции (между жилой и оболочкой. между двумя жилами и т. п.), отнесенное к единице длины кабеяя, входит в формулу П~'= РхЛ (2. 10) где )1» - объемное сопротивление изоляции кабеля на участке длиной Ь Отсюда р„-Я 1. (2.19) Единица (Ом.м) р» та же, что и единица р. ...

Для адножильиого кабеля с диаметром токоправодящей жилы з(з (радиусом г,)' и из = Рлигб (2.11) р =йдЬ/и. (2.11') Общие свойства электроизоляииоккык яагериозое Равд. 2 "Формулы (2.12) и (2.13) аналогичны формулам (2.5) и (2.6). Поверхностное сопротивление между двумя днсковымн электродами, имеющими диэ. метр й (радиус г), расположеинымн на неограниченной поверхности диэлектрика при расстоянии между их асями 1 (рис. 2.6), равно: При д С1 2рэ 21 — й 2Рэ 1 — г )(з— 21+й и 1+г (2.15) Прн замене конфигурации сиагемы электродов, между которыми определяется поверхностное сопротивление на данном дизлектрике, на другую систему, геометрически подобную прежней, значение поверхностного сопротииления )(э между этими электродами не изменится. Лля объемного сопротивления этот закон лодобия не имеет силы. Физическая природа электропроводности диэлектриков.

Электропроводность диэлектриков 'объясняется наличием в ннх свободных (т. е. 'ве связанных с определенными молекучами и могущих передвигаться под вседействхем электрического поля) заряженных часшц (носителей заряда): ионов, молнонов (колловдиых частиц), иногда электронов. Для многих электроизоляционных материалов характерна ионная эяекгроправодкость, связанная с переносом ионов, т.е. явлением электро.шэа. В ряде случаев электролизу при прохождении через диэлектрик сквозного тока утечки' подвергается основное веществе дизаектрика; примером может служить обычное стекло, в котором благодаря его прозрачностя можно непосредственно наблюдать образование'н 'перенос продуктов электролиза; при пронуекании постоянного тока через стекло, нагретое для повышения проводимости (см. ниже), т катода образуются древовидные отложения (декдригы) входящих в состав молекул стекга металлов, прежде всего натрия.

Еще чаще (ао нрайней мере, для органических электроюаляционных материалов) встречаются такие случаи, когда молекулы основного вещества днзлектрика не обладают способностью подвергаться днссоциации, но ионная электропровод- ность возникает благодаря присутствию в материале практически неиабежных эагрюненяй — 'примесей воды, солей, кислот, щелочей н пр.

Лаже весьма малые примеси способны заметно влиять на проводимость диэлектрика; поэтому в технике электрической изоляции важное значение имеет чистота исходных продуктов и чистота рабочего места. У диэлектриков с ионным характером электропроводностн соблюдаются законы Фарадея: количество выделившегося при электролизе вещества пропорпионально количеству прошедшего через материал электричества. Молиогшая эл«кз рондо эодносгь' наблюдается в коллоидных системах, которые представ- лают собой тесную смесь двух фаз, причем одна фаза (дисперская Фаза) в виде мелких частвц равномерно взвешена в другой (дисяерсиоккой среде). Иэ коллоидных систем в'электроизоляциониой технике наиболее часто встречаются' эмульсии (обе фазы †жидкос) я гусяекзии (дисперсная фаза — твердое вещество, днсперсионная среда — жидиость).

Стабильность коллоидных систем объясняется наличием на поверхности частиц дисперсной фазы (молионое)' злектрическнх зарядов. При воздействии на коллоидную систему электрниеского паля молноны приходят з движение, что выражается как явление ялектрофорезо. При электрофорезе в отличие от электролиза не наблюдается образования новых веществ, а лишь меняется относительная концентрация дисперсной фазы в различных частях объема системы. Молнонная электропроводность наблюдается у жидких лаков н компаундов, увлажненных масел и т.

п. В некоторых случаях в диэлектрических материалах наблюдается электронная электропроводкость, когда.носителями заряда являются свободные электроны, Так, рутнл Т10э ряд тнтанатов (ВаТЮ«, СаТЮ», 5гТЮ») н др. обнаруживают электронный характер электропроводности. Электронная электропроводность типична для металлических проводников и электронных полупроводннков. Прн повышении температуры удельное согротивлеяие электронзоляционных материалов, как правило, существенно уменьшается (рис 2.7).

Связь между ТК обьемного удельного сопротивления ТКР и ТК объемного сопротивления ТКк [на основании формулы (1В), с. 1Ц: ТК р = ТК Й+ а, (2. 15') где а-ТК1 — температурный коэффициент длины («линейного расширения») материала. Очевидно также [ср. формулу (2.11)), что ТК рз — — ТК 11л . (2.'15) Во многих случаях зависимость р электроизолвцноиных материалов от термадинамической .

температуры Т хорошо описывается формулой р = А ехр В1 Т, (2. 17) где А и  — постоянные, чему соответствует линейная зависимость логарифма р от обратной величины Т: 1п р = 1и А + В )Т (2.17') '(рис. 2.8). Иногда применяется формула р=аехр( — ЬЗ), (2.18) где а и Ь вЂ” постоянные; 1 — температура, 'С. В этом случае ТК р = — Ь. (2.!8') Условия работы электрической юоляции становятся более тяжелыми при возрастании температуры, так как сопротивление изоляции при этом уменьшается.

Присутствие даже малых количеств воды способно значительно уменьшить р диэлектри-. ка. Это объясняется тем, что растворимые в 2) ууоляризацил диэлектриков Р,ан.м упп икд 150 п,ан - р,о упж упгг Уйб упп упп Упю Упэ Рас. 2.2 Ра 2ДО )г" Уп гг уп гг упз упгг Упэ урга 10 э уп' уп' И' уп' П 200 000 У, С У5 20 25 10/Гггг=г Рнс.

Характеристики

Список файлов книги