Диэлектриктердің электр өткізгіштігі

Қазақстан Республикасының  Білім және Ғылым министрлігі

Жәңгір хан атындағы Батыс  Қазақстан аграрлық-техникалық университеті

 

 

«Энергетика»кафедрасы

 

 

                                                                                                                                         

                                                                   

                                                                  Орындаған:ПО-36к топ студенті Пиржанов Б.Б

                                                                             Тексерген: Тулепова Г.Н

 

 

 

 

 

Орал-2011

 

 

1. Диэлектриктердің электр өткізгіштігі
2. Слюда
3. Сұйық диэлектрик
4. Мұнайлы электроқшаулағыш майлар

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Диэлектриктердің электр өткізгіштігі

   Электроқшаулағыш  материалдар электр тогын   өткізбеу қажет, сондықтан олар өткізгішті емес деп аталады. Егер ток оқшаулағыш бөлік арқылы өтетін болса, қандайда бір уақыт аралығында, онда оны (сквозным, током утечки) – ағынды ток деп атайды.

   Оқшаулағыш өткізгіштігі  С_из –ток өткізетін кез келген дененің өткізгіштігі;

С_из =I_из/U;  (2.1)

Мұндағы I_из- оқшаулағыш арқылы өтетін ағынды ток; А                                                                        U-тұрақты кернеу; В

 

Оқшаулағыш кедергісі           R_из=U/I_из=1/C_из ; Ом

Электроқшаулағыш материал үшін Ом заңдары:   I=E/ρ;          

ρ – материалдық меншіктің кедергісі; Ом*мм₂/м    I=γE;       

 γ – материалдық меншікті көлемді өткізуші; См/м

I – электрлі оқшаулағыш  үшін өтетін токтың тығыздығы;А/м²

 Е- диэлектрлі өткізгіштің  кернеуі; В/м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Слюда

 Слюда бұл – 0,005мм-ге  дейін слюданың кристалын жұқа  қабатты қалыңдыққа  бөлуге болатын  табиғи минерал. 

Жұқа слюданың қабаттары  майысқақ және олар тығыз, созылған кезінде  өте берік болып келеді. (σр = 15 + 35 кг/см²). Слюданың қабаттарын шайырмен немесе лактармен клейлеген кезде (сілтілі, битумды – майлы және т.б) қатты (миканттар) немесе майысқақ (микаленттер) электрлі машиналарды  орауға слюдалы изоляцияны алуға  болады.

Табиғи слюданың химиялық құрамына: кремний (Si), магний (Mg), алюминий (Al), оттегі (О2), және сутегі (Н2) кіреді. Осы негізгі элементтерден басқа  темір қышқылы, кальций, барий, хром және т.б элементтер (FeO; Fe2O3; CaO; BaO; Cr2O3 және т.б) кішкене мөлшерде болады. Электроизоляциялды материал ретінде слюданың 2 түрі қолданады: мусковит және флогопит.

Мусковит – калилі слюда. Мускавит кристалдарының түстері қола түстес болады, ал кейде қызыл немесе жасыл рең береді. Осы слюданың жұқа қабаттары (0,05 – 0,06мм) мөлдір болып  келеді. Мусковит химиялық тұрақтылыққа ие; оған бірде бір еріткіштер және сілтілер әсер етпейді.

Мусковиттің негізгі қасиеттері: тығыздығы 2,7 – 3,0 г/см³; суды сіңіру қасиеті 1,3 – 4,5%; Рυ = 10¹ - 10 ом * см; ε = 6-8; tg σ = 0.0003 – 0.0005; Enp = 120-190 кв/мм (қалыңдығы 0,1 мм болса). Қалыңдықты қалыңдатқан сайын слюданың электрлі беріктігі азаяды.

Мусковит өзінің қасиеттерін 500 - 600ºС температураға дейін өзгертпейді. Ал егер температураны жоғарлатса, слюдадан химиялық байланысқан су шыға бастайды. Нәтижесінде слюданың қабаттары  өзінің қалыңдықтарын қалыңдата  береді. Сонымен қоса электрлі және басқа да қасиеттері тез нашарлайды. Слюданың еру температурасы 1260 - 1300ºС – ге тең.

Флогопит – магнезиальды калилі слюда. Флогопиттің кристалдарының түсі қара және қоңырдан янтарлы түске  дейін өзгереді. Жұқа (0,01-0,06мм) слюданың қабаттары мөлдір болады. Оларды бөліп  қараған кезде беріктігі шамалы және мусковит слюдасына қарағанда  тығыздығы аз болады. Флогопит слюдасының үйкелеуінің салыстырмалы қарсылығы  клейленген қабатты материалды –  калекторлы микониттерді өндірісте  пайдалануға мүмкіндік береді. Олардан  электрлі машинаның колекторындағы сымды пластиналарды изоляциялау  үшін прокладкаларды штамповать етеді. Жұмыс уақытындағы щеткалардың  үйкелуі кезінде флогопиттен  жасалған изоляциялды прокладкалар сымды пластиналармен бір уақытта  және бір бағытта бір – бірімен  үйкеленеді. Бұл коллектордың дұрыс  жұмыс жасалуын қамтамасыз етеді.

Флогопиттің химиялық тұрақтылық қасиеті мусковитке қарағанда төмендеу. Ол қышқылмен әсерлеседі, бірақ сілті  оған әсерін тигізбейді.

Флогопиттің негізгі қасиеттері: тығыздығы 2,7 – 2,8 г/см³; суды сіңіру қасиеті 1,35– 5,2%; Рυ = 10¹ - 10 ом * см; ε = 5 - 7; tg σ = 0.002 – 0.008; Enp = 95 -180 кв/мм (қабаттың қалыңдығы  0,01 мм болса). 

Флогопит өзінің қасиетін 800ºС – ке деген өзгертпейді. Осы  температураны көтерген жағдайда флогопиттің  қабаттарының қалыңдығы бастапқы электрлі және механикалық қасиеттерінің  жасалуымен қалыңдайды. Құрамында суы  көп кейбір әр түрлі флогопит слюдасының қасиеті тек қана температура   200 - 250ºС – тан бастап болған кезде  төмендейді.

 

 

 

 

3. Сұйық диэлектриктер – формасы болмайды, бірақ анықталған көлемі болады. Олар әртүрлі себептерге байланысты бірнеше түрге жіктеледі:

1. Химиялық жағынан:

1. мұнайлы майлар
2. синтетикалық сұйықтар (хлорланған, фторланған, көміртекті, кремний оргоник)
3. шемекі май

2. Мұнайлы майлардың өзі қолданылуы бойынша:

1. трансформаторлы май, кабельді, конденсаторлы т.б.

2. касторовое масло (для трансфор., для охложд. пен изолятор)

(получают из семен  клещевины)

3. совол
4. совтол

Сұйық электроқшаулағыш маиериалдардың негізгі қасиеттеріне:

Электрлі беріктігі Е_пр ; ылғалдылығы; тұтқырлығы; тығыздығы, қоюлану, қайнау температурасы, меншікті жылдамдылығы, өткізгіштігі жатады.

 

   Трансформатордағы  май ескірмеу үшін құрамында  аромат көміртегі болу керек.  Жұмыс істеу мерзімі көбейеді. Ескіру (шлам, жарық, жоғары энергия,  т.б.) факторлардың әсерінен болады. Қасиеті жоғары газдарды жоғары  кернеулі аппараттарды дайындау  кезінде қолданылады. Соның ішінде  элегазды айырғыштар, разрядниктер  т.б.

Сутегі – жеңіл газ, сутегінің электрлік тығыздығы 0,6 кв/мм, электрлі машинаны салқынадату үшін қолданылады.

Аргон, неон, натрий, сынап – электр вакумды аппараттарды толтыру үшін қолданылады.

Жалпы газ – тұрақты көлемі, формасы болмайды, бірақ электроқшаулағыш материал ретінде қолданылады.

 

 

 

 

4. Мұнайлы электроқшаулағыш майлар

Мұнайлы электроқшаулағыш майлар, олар трансформаторда, кабельде, жоғары кернеулі кірістерде, конденсатор, айырғыштарда жүктеу кезіндегі кернеулерді реттеу үшін және трансформатор орамаларын салқындату үшін қолданады. Май трансформатордың орамасында қызып, жылу береді. Және трансформатор  орама аралығын толтырып, трансформатор  оқшаулағышын күшейтеді

300⁰С төмен температурада жеңіл өнім (бензин, керосин),  300⁰С жоғары температурада мұнайлы май алынады, технологиясы : жуады, сүзеді, престейді, кептіреді.

   Мұнайлы майларды  мұнайдың қалдық компаненттерін  тазалау, дистерлеу, суда жуу  арқылы алады. Яғни әртүрлі  температурада қыздыру арқылы  алады. 

   Түсі: сары, егер жақсы  тазартылған болса, ашықтау сары, ал егер смола қосындылары  табиғи дұрыс тазаланбаған болса,  онда түсі қою сары болады.

     Кабельді май – тұтқырлығы жоғары. Электр беріктігі 20⁰С температурада 14 кв/мм; қою  температурасы  -10⁰С жоғары емес. Көп  жағдайда кабельдің оқшаулығын майлау үшін  1-35 кВ кернеулі  КМ-25 майын қолданады.  Бұл май тығыз. 20⁰С температурада 837 кг/м³ , қою температурасы -30⁰С ; Электр беріктігі 20⁰С температурада 21 мВ/мм, электрлі жарылу температурасы жабық ыдыста 180⁰С.

   Конденсаторлы май – тазалау және сүзу арқылы алынады.  Олар өте жақсы тазартылған май болғандықтан, Трансформатор майдан ерекшеленеді.  Жарылу температурасы - 135⁰С ; 160⁰С . Электрлік беріктілігі 50 кВ/м, тығыздығы 866 кг/м³, тұтқырлығы 45 м²/с; 20⁰С температурада  қоюлану температурасы-45⁰С

   Совол –ауыр, түссіз, иісі бар сұйық.  Конденсаторларда майлау үшін қолданылады. Конденсатордың сыйымдылығы 60% көтеріледі. Оны пентахлордифенил деп атайды. (С₁₂Н₅C₅) – дифенилді хлордау арқылы алады. Қасиеті: тығыздығы 1,53 г/см³; Е=5.0; меншікті кедергісі ρ=10¹⁰ Ом*см; радиоконденсатор (радиоэлектрника) қолданылады.

   Совтол – совол майының 64%-і. Оны трихлорбензол (трихлордифенил) деп атайды. Трансформаторды толтыру үшін қолданады. (өрттен, жарылудан қауіпсіздендіру үшін) Тығыздығы 20⁰С температурада 1540 кг/м³ ; тұтқырлығы 650, қою температурасы - 6⁰С ; меншікті кедергісі ρ=10¹² Ом*см; 20⁰С температурада 20 мВ/м.

   Касторовое масло-совтол майынан айырмашылығы резинаға әсер етпейді, сондықтан электрлік оқшаулағыш конструкцияларда қолданады.  Конденсаторлы электр оқшаулау үшін  ρ= 948-968 кг/м³ ; тұтқырлықтығы (130-134)*10^-6м²/с; қою температурасы -15/-17⁰С ; Е=4/4,5 20⁰С температурада. Клещевина өсімдігінен алады, салмағы 0,95...0,97. меншікті  салмағы 0,93...0,94 г/м³   ;  температурасы - 18⁰С; Е=4/4,5 – электр өтімділігі.