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.
Наименование |
Плот-ность при 20°С, т/м3
|
Вязкость при 20°С, xlO-6, м2/с |
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).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.