Статьи

Электрическая прочность жидких диэлектриков

Диэлектрическая проницаемость представляет собой одно из свойств жидких веществ. Она связана с поляризуемостью и дипольностью молекул. Проводимость диэлектрических молекул в жидких средах обеспечивают ионы и электроны.

Уровень электропроводимости зависит от ионизации, туннельной эмиссии и электролитической диссоциации. Характеристики жидких диэлектриков напрямую определяются свойствами содержащихся в них примесей. При наличии значительной доли определенных примесей электрическая прочность жидких диэлектриков снижается.
Вследствие этого в жидком веществе возрастает доля заряженных коллоидных частиц и ионов, и оно начинает лучше пропускать электричество через себя. Для очистки жидких диэлектриков от примесей применяется несколько методов, в том числе:

•  адсорбция;
• ионный обмен;
• дистилляция;
• частичная кристаллизация.

После устранения примесей из этих веществ помимо понижения электропроводимости возрастает их электрическая прочность, которая является важным свойством диэлектриков. На основании данной характеристики можно установить, как создать из жидких диэлектриков изоляционный промежуток. Электрическая прочность зависит от доли примесей, параметров проводов и свойств импульсных потоков.
Наибольшую эффективность среди всех существующих жидких изоляторов обеспечивают нефтяные масла, которые делятся на три вида:

• трансформаторные;
• кабельные;
• конденсаторные.

Применение нефтяных масел в качестве изоляторов

Нефтяные масла представляют собой неполярные жидкие вещества, характеризующиеся низкой вязкостью. В них содержатся присадки, доля которых достигает 1%. Наличие присадок в составе углеводородов повышает стойкость последних к термоокислительному воздействию, а также улучшает их вязкостно-температурные качества.
Трансформаторное нефтяное масло зачастую применяется в приборах с высоким напряжением, например, в масляных трансформаторах и выключателях. Такое масло выполняет функцию неполярного диэлектрика. Причем величина диэлектрических потерь зависит от характеристик токов, которые пропускает через себя масло. Поскольку эти характеристики не слишком высоки, диэлектрические потери также малы/

При наличии проводящего или полупроводящего вещества, нерастворенного в нефтяном масле, образуется канал проводимости, приводящий к электронному пробою. Содержащаяся в масляных смесях вода увеличивает их электропроводные свойства, однако ее влияние на электрическую прочность сведено к минимуму.
Но если вода принимает форму капелек, то значение неоднородного поля значительно возрастает, а пробиваемость напряжения снижается.
В результате обработки трансформаторных масел необходимым объемом абсорбентов образуются конденсаторные масла, характеристики которых превосходят характеристики трансформаторных масел.

Благодаря данным особенностям конденсаторные масла часто применяются для пропитки силовых конденсаторов. Использование пропитывающего вещества увеличивает проницаемость диэлектриков и повышает диэлектрическую прочность бумаги. В результате емкость конденсатора становится больше.