ДІЕЛЕКТРИЧНА МЕЖА МІЦНОСТІ ТА ПРИЧИНИ РУЙНУВАННЯ ІЗОЛЯЦІЇ.
КРИТЕРІЇ ПІДБОРУ МАТЕРІАЛУ
Матеріал практичної роботи повністю відповідає кодексу з підготовки і дипломування моряків та несення вахти (Розділ А-ІІІ/6) та IMO MODEL COURSE № 7.08 офіцер-електротехнік та формує наступні компетентності вимоги: «Контроль роботи електричних, електронних установок та систем керування» та «Безпечне використання електричного обладнання».
Мета роботи:Вивчитиосновні властивості діелектричних матеріалів. Ознайомитись з крітеріями підбору суднових ізоляційних матеріалів. Згідно свого варіанту розвʼязати задачі.
Теоретичний матеріал
Діелектричні матеріали називають клас електротехнічних матеріалів, призначених для використання їх діелектричних властивостей (великий опір проходження електричного струму і здатність поляризувати).
Електроізоляційними матеріалами називають діелектричні матеріали, призначені для створення електричної ізоляції струмоведучих частин в електротехнічних і радіоелектронних пристроях. Електрична ізоляція являється невід’ємною частиною електричного кола і передусім потрібна для того, щоб не пропускати струм по непередбачених електричною схемою колах.
Діелектрики, які використовуються в якості електроізоляційних матеріалів називають пасивними. Широко використовується так звані активні діелектрики, параметри, яких можна регулювати, змінюючи напруженість електричного поля, температуру, механічне напруження, та інші параметри факторів, що впливають на них. Наприклад конденсатор, діелектричним матеріалом в якому служить п’єзоелектрик, під дією прикладеного змінного струму змінює свої лінійні розміри і стає генератором механічних коливань.
|
|
|
За агрегатним станом діелектричні матеріали діляться на газовидні, рідкі і тверді. За походженням розрізняють діелектричні матеріали природні, котрі можуть бути використані без хімічної переробки та штучні, котрі виготовляються хімічною переробкою природної сировини і синтетичні, котрі отримуєм в ході хімічного синтезу.
За хімічним складом їх поділяють на органічні, що являють собою з’єднання вуглецю з воднем, азотом, киснем та іншими елементами; елементоорганічні; в молекули яких входять атомикремнію, магнію, алюмінію, титану, заліза та інших елементів; неорганічні – не містять в своєму складі вуглецю.
З великої кількості властивостей діелектричних матеріалів, що визначають їх технічне застосування, головними являються електричні властивості-електропровідність, поляризація і діелектричні втрати, електрична міцність і електричне старіння.
Техніка, технологія виробництва і експлуатації електротехнічного і радіоелектронного обладнання ставить самі різноманітні вимоги до властивостей діелектричних матеріалів. Крім потрібних електричних властивостей діелектричні матеріали повинні володіти ще потрібними термічними, механічними та іншими властивостями.
|
|
|
Механічні властивості діелектриків характеризують його здатність витримувати зовнішні статичні і динамічні навантаження без недопустимих змін попередніх розмірів і форми. Статичне навантаження на матеріал при експлуатації або випробовуваннях плавно зростає з обумовленою швидкістю, динамічні-діють миттєво, ривком, ударом та швидко змінюючись за силою, або напрямком.
Здатність діелектрика витримувати статичні навантаження характеризується руйнуючою напругою при розтягу, стиску або згині, межею текучості, відносним видовженням при розриві, відносною деформацією при стисканні та іншими характеристиками. Перераховані параметри визначаються стандартними методами.
Для випробувань використовують зразки певної форми і розмірів.
Здатність діелектрика витримувати динамічні і механічні навантаження характеризують ударною в’язкістю і стійкістю до вібрації. Питома ударна в’язкість - це відношення енергії удару при зломі зразка до площі його поперечного перерізу. Вона характеризує міцність матеріалу при динамічному згині. В такому режимі працює багато вузлів електротехнічного обладнання, виконаних з пластмас, шаруватих пластинів та інших матеріалів.
|
|
|
Стійкість матеріалів і виробів до вібрації визначається відсутністю механічних пошкоджень, порушення герметичності у випадку герметизованих конструкцій, збереженням в заданих межах електричних параметрів ізоляції після дії на протязі певного часу вібрації з заданими параметрами (амплітудою, прискоренням, діапазон частот та ін.).
Для вібраційних випробувань матеріалів і виробів використовуються спеціальні вібраційні стенди.
Термічні властивості діелектриків. Поведінка діелектриків при нагріванні характеризується рядом властивостей, які в сукупності визначають його допустиму робочу температуру. До найважливіших термічних властивостей матеріалу відносяться теплопровідність, теплоємність, плавлення і розм’якшення матеріалу, теплове розширення, нагрівостійкість та стійкість до термоударів.
Теплопровідність визначає процес відводу тепла від нагрітих провідників і магнітопроводів через шар електричної ізоляції, а також відвід тепла з товщі електричної ізоляції, нагрітої за рахунок діелектричних втрат.
|
|
|
Теплоємність С речовини визначає та кількість тепла Q, яка необхідна для нагрівання тіла масою m, від температури То до Т, то виходить рівняння Q=Cm (T-To). Час нагрівання або охолодження електроізоляційних конструкцій залежить від теплоємності використаних в них матеріалів. Теплоємність визначає кількість тепла, необхідного для їх нагрівання в ході технологій виготовлення та інших процесів.
Нагрівостійкість електричної ізоляції визначається по змінах її Еміцн., tg b, втраті маси, механічної міцності, а також інших параметрів в процесі витримки при підвищених по зрівняно з робочою температурах. Наприклад, при температурі розм’якшення сильно знижується механічна міцність діелектрика і деформація виробів збільшується до небезпечних меж, вони виходять з ладу.
Холодостійкість електричної ізоляції визначається в результаті порівняння механічних характеристик при нагативній і нармальній температурах.
Стійкість до термоударів визначається для крихких матеріалів та виробів з них. Наприклад ізолятори з електротехнічного фарфору повинні витримувати трьохкратне нагрівання без замітного погіршення основних властивостей. При визначенні стійкості до термоударів нагріті ізолятори погружаються в льодяну воду, де витримуються певний час. Після витримки ізолятори кондиціонуються на повітрі при кімнатній температурі. Потім цикл нагрівання – охолодження повторяють. Після трьох циклів ізолятори кондиціонуються і піддаються електричним випробовуванням.
Фізико-хімічні властивості діелектриків. Електроізоляційні матеріали мають різну стійкість до руйнування (корозії) при контактуванні з водою, кислотами, лугами, соляними розчинами, маслами, паливом, газами. При визначенні хімічної стійкості зразки тривалий час витримуються в певних умовах, найбільш близьких до експлуатаційних, після чого визначають зміну їх зовнішнього виду, маси, електричних та інших параметрів. Наприклад в нафтових маслах при експлуатації проходить корозія погружених в масло ізоляції; металів, в процесі якої утворюються кислотні і масло старіє.
Вологостійкість діелектрика визначається його здатністю спробувати вологу з навколишнього середовища (вологого повітря). В процесі витримки у вологій атмосфері контролюють зміну таких параметрів діелектрика, як опір ізоляції виробу та інші. Паралельно визначають вологопоглинання зразка, %.
Задача1:
К диэлектрику прямоугольной формы размерамиа, b и высотой lприложено постоянное напряжение U = 1000 В. Напряжениеподводится к противоположным граням, покрытым слоямиметалла. Известны размеры диэлектрика: а = 200 мм, b = 100мм,l =2 мм, удельное объемное сопротивление ρv=2·101 Ом·м, а удельноеповерхностное сопротивление ρs = 8·1010 Ом. Требуется определить ток утечки, мощность потерь и удельныеДиэлектрические потери.
Завдання на практичну роботу:
1. Ознайомитись з теоретичним матеріалом практичної роботи.
2. Ознайомитись з примірниками розвʼязання задач на тему практичної роботи.
3. Згідно свого варіанту розвʼязати задачі.
4. Привести розрахунки у зошиті з практичних робіт.
5. Привести відповіді на контрольні запитання (письмово).
6. Навести висновки з практичної роботи.
Контрольні запитання:
1. Охарактеризуйте механічні властивості діелектриків.
2. Яка характеристика називається вологостійкістю діелектрика?
3. Які фізико-хімічні властивості діелектриків Вам відомі?
4. Яким чином визначають нагрівостійкість електричної ізоляції?
5. Яку характеристику називають холодостійкістю електричної ізоляції?
6. Для яких діелектриків характерна стійкість до термоударів?
ПРАКТИЧНА РОБОТА №7
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 696; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!