Занятие 25. (2 часа) Твердые неорганические диэлектрики
Слюдяные материалы.
Слюда - природный материал с характерным слоистым строением, позволяющим ращеплять кристаллы слюды на тонкие листочки толщиной до 0,006 мм.
Тонкие листочки слюды обладают гибкостью, они упруги и имеют большое значение разрушающего напряжения при растяжении. Склеивая листочки слюды клеящими лаками или смолами получают:
- миканит
- микаленты.
В свою очередь миканит делится на:
- коллекторный миканит.
- прокладочный миканит.
- формовочный миканит.
- гибкий миканит.
- гибкий стекломиканит.
а) Коллекторный миканит представляет собой листовой твердый материал, изготовленный путем склеивания листочков слюды глифталевой смолой и двухкратным прессованием. Полученные листы покрывают лаком и снова прессуют.
Электрические характеристики:
- уд. сопротивление r=1013 Ом·м
- эл.прочность Епр =18-25 МВ/м
б) Прокладочный миканит изготавливают по той же технологии, что и коллекторный миканит, с однократным прессованием.
Электрические характеристики:
- уд. сопротивление r=1012 Ом·м
- эл.прочность Епр =15-20 МВ/м
|
|
в) Формовочный миканит по сравнению с коллекторным и прокладочным имеет несколько рыхлую структуру. Это необходимо для изготовления горячим прессованием из формовочного миканита электроизоляционных изделий сложной формы.
Электрические характеристики:
- уд. сопротивление r=1012 Ом·м
- эл.прочность Епр =12-18 МВ/м
г) Гибкий миканит - листовой материал, получаемый путем склеивания листочков слюды масляноглифталивыми лаками, образующих гибкие пленки.
д) Гибкий стекломиканит отличается от гибкого миканита тем, что он оклеен с одной или двух сторон стеклотканью, которая повышает механическую прочность и гибкость материала.
Электрические характеристики гибких миканитов:
- уд. сопротивление r=1012 Ом·м
- эл.прочность Епр =12-28 МВ/м
Электрокерамические материалы
Представляют собой твердые камнеподобные вещества, которые можно обрабатывать только абразивами (корунд, алмаз и т.п.) Все электрокерамические материалы делятся на три группы:
- изоляторная керамика.
- конденсаторная керамика.
- сегнетоэлектрическая керамика.
Изоляторная керамика.
К изоляторной керамике относится электротехнический фарфор.
Из него изготавливают различные конструкции изоляторов высокого и низкого напряжения.
Основные характеристики электротехнического фарфора:
- плотность 2500кг/м3.
- напряжение разрыва σр= 500·10 5 Н/м2
- уд. сопротивление r=1012 Ом·м
- эл.прочность Епр =32 МВ/м
25.2.2. Керамические конденсаторные материалы о тличаются от изоляторных керамических материалов большей величиной диэлектричекой проницаемости. Это позволяет изготавливать керамические конденсаторы большой емкости и малых габаритов.Керамические конденсаторы обладают большой влагостойкостью и поэтому не требуют защитных корпусов и оболочек. Технология производства керамических конденсаторов значительно проще, чем производство бумажных и слюдяных конденсаторов.
Основные характеристики конденсаторной керамики:
- плотность 4000 кг/м3.
- напряжение разрыва σр= 1200·10 5 Н/м2
- нагревостойкость 1700 °С.
- уд. сопротивление r=1013 Ом·м
- эл.прочность Епр = 25 МВ/м
25.2.3. Сегнетокерамические материалы:
|
|
Относятся к группе диэлектриков называемых сегнетоэлектриками. Они обладают некоторыми характерными свойствами.
Например: очень большой величиной диэлектрической проницаемости, которая значительно возрастает при росте приложенного напряжения. Это позволяет использовать сегнетоэлектрики в качестве чувствительных элементов в автоматических системах.
Еще одной особенностью сегнетоэлектриков является появление электрических зарядов на двух гранях пластинки, если к двум другим граням прикладывать механические усилия. И наоборот, если к пластине сегнетоэлектрика приложить переменное напряжение,то пластинка начнет вибрировать с частотой переменного напряжения. Это явление называется прямым и обратным пьезоэффектом.
25.3. Стекло и стеклянные изоляторы
Электротехническое стекло в качестве материала для изоляторов имеет
некоторые преимущества перед фарфором так как в случае пробоя стеклянных изоляторов неисправность легче контролировать.
При пробое стеклянного изолятора в гирлянде, его диэлектрическая "юбка" разрушается и падает на землю, тогда как при пробое фарфорового изолятора юбка остается целой. Поэтому неисправные стеклянные изоляторы видны невооруженным глазом, тогда как диагностика вышедших из строя фарфоровых изоляторов возможна только с помощью специальных приборов, например приборов ночного видения "Филин".
По химическому составу стекло является набором окислов кремния, бора, алюминия, натрия, кальция и т.п. По термодинамическому состоянию оно представляет собой сильно загустевшую жидкость вследствие переохлаждения. Обычное, щелочное стекло непригодно для изготовления изоляторов ввиду растрескивания, помутнения и т.п. в условиях эксплуатации.
Характеристики стекла:
| диэлектрическая проницаемость | 7 |
| электрическая прочность кВ/мм, | 48 |
| удельное сопротивление Ом×м; | 1012 |
| плотность кг/м3; | 2500 |
К недостаткам стекла, точнее способа его производства, относится большая энергоемкость получения материала, т.к. стекло длительно варят при высоких температурах.
