Пробой диэлектриков. Элементарные процессы при разряде в газе. Электрическая прочность электроизоляционных материалов. Основные виды пробоя, страница 6

Жидкие и твердые диэлектрики относятся к сильным конденсированным системам, в которых основную роль определяет взаимодействие между частицами вещества. Вследствие высокой плотности вещества по сравнению с газами в  жидких диэлектриках очень мала λ. С точки зрения электрической прочности эта как бы далекая область правого участка ветви по закону Пашена. Значение Eпр у чистых диэлектриков во много раз больше, чем у газов. Но чистые жидкие диэлектрики получить трудно, а еще труднее сохранить, т.к. они быстро загрязняются (водой, газами и пылью – частицами твердого вещества).

5.4.1. Механизм пробоя жидких диэлектриков.

Жидкие и твердые диэлектрики относятся к сильно конденсированным системам, в которых важнейшую роль определяют силы межмолекулярного взаимодействия. По своим свойствам жидкие диэлектрики существенно отличаются от газов.

В то же время в  отличие от твердых диэлектриков в жидкости существует только ближний порядок, то есть упорядоченное расположение имеет лишь небольшая группа молекул в пределах нескольких молекулярных расстояний.

В монокристалле твёрдого диэлектрика имеется так называемый дальний порядок в структуре, то есть упорядоченное расположение имеет лишь небольшая группа молекул в пределах нескольких межмолекулярных расстояний, а дальше этот порядок уже не распространяется, более того области порядка  и неупорядоченного расположения постоянно изменяются за счёт теплового движения молекул. В жидкости имеются «свободные объёмы», наличие которых обуславливает колебательные и поступательные движения молекул, что придаёт жидкости текучесть.

Для жидких диэлектриков свойственны следующие виды проводимости: ионная, катафоретическая и электронная.

Ионная проводимость вызывается перемещением ионов, которые образовались как вследствие диссоциации основных молекул жидкости или примесей, так и в следствии ионизационных процессов в жидкости.

Катафоретическая проводимость возникает вследствие перемещения заряженных частиц в жидкости.

Электронная проводимость происходит за счёт перемещения электронов, возникающих в жидкости вследствие эмиссии с поверхности электрода и ионизационных процессов.

Основные характеристики  этих диэлектриков представлены в таблице 5.1.

Таблица 5.1.

Основные характеристики жидких диэлектриков

Наименование

Плот-ность при 20°С,

т/м3

 

Вязкость при

20°С, xlO-6,

м2

Температура застывания, °С

er при

20°С

tgd при 100°С х10-3

 

gv при 100°С, 1/(0мх м)

Трансформаторное масло Т-750

0,895

8

-55

2,3

6

10-10 - 10-11

Конденсаторное масло нефтяное

0,860

32

-45

2,3

0.2-0,8

10-12 - 10-13

Кабельное масло МН-4

0,890

40

-45

2,3

3

10-11 - 10-12

Кабельное масло   С-220

0,937

800

-30

2,2

2

10-11 - 10-12

Трихлордифенил

1,38

70

-19

5,9

10-20

10-10

Дибутилфталат

1,03

67

-50

6,5

30

10-10 - 10-9

Фенилксилилэтан

0,99

6,5

-50

2,65

8

10-11

Касторовое масло

0,96

800

-26

4,5

60

10-9

Кремнийоргани-ческая жидкость «Калория-2»

0,92- 0,96

75

-60

2,2-2,4

5-10

10-11

5.4.2. Ионная и катафоретическая проводимости жидких диэлектриков в слабых полях

Ионная проводимость. Ближний порядок расположения молекул и ионов в жидких диэлектриках приводит к тому, что каждая частица большую часть времени находится в области, соответствующей минимуму потенциальной энергии (см. рис. 5.6., пунктирная кривая I).