ما هي القوة العازلة للكهرباء؟ دعونا نحاول فهم هذا المصطلح ، لتحديد ميزات هذا المؤشر.
تعريفات
المواد العازلة للكهرباء هي مواد لا توصل الكهرباء بشكل جيد أو كلي. لا تتجاوز قيمة الكثافة في مثل هذه المادة لحاملات الشحنة (الإلكترونات) 108 قطعة لكل سنتيمتر مكعب. السمة الرئيسية لمواد العزل الكهربائي هي قدرتها على الاستقطاب في مجال خارجي. تشمل المواد العازلة للكهرباء المواد الغازية والراتنجات المختلفة والزجاج والمواد البوليمرية. العازل النقي كيميائيا هو الماء.
خصائص عازلة
تشمل هذه المجموعة الكهربي الحراري ، والكهرباء الفيروكهربائية ، والمرخيات ، والكهرباء الانضغاطية. يتم استخدام الخصائص السلبية والفعالة لهذه المواد بنشاط في التكنولوجيا الحديثة ، لذلك سوف نتناولها بمزيد من التفصيل.
تنطبق الخصائص السلبية للعوازل عند استخدامها في المكثفات التقليدية.
مواد العزل الكهربائي هي مواد عازلة لا تسمح بفقد الشحنات الكهربائية. بمساعدتهم ، من الممكن فصل الدوائر الكهربائية عن بعضها البعض ، وأجزاء من الأجهزة من الأجزاء الموصلة. في مثل هذه الحالاتالسماحية ليس لها دور خاص.
العوازل النشطة (الخاضعة للرقابة) عبارة عن كهربي حراري ، وعوازل كهربائية ، وحوامل كهربائية ، ومواد للستائر والباعث في تقنية الليزر.
يتزايد الطلب على المواد العازلة كل عام. والسبب زيادة قدرة المؤسسات الصناعية والتجارية
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تفسير زيادة الطلب على العوازل من خلال الزيادة في عدد الاتصالات والأجهزة الكهربائية المختلفة.
في التكنولوجيا ، القوة الكهربائية للعوازل لها أهمية خاصة ، مرتبطة بترتيب الجزيئات والذرات في الشبكة البلورية.
التصنيف
في ظل ظروف مختلفة ، يمكن أن تظهر المادة العازلة خصائص عزل مختلفة ، والتي تحدد نطاق تطبيقها. على سبيل المثال ، تتغير قوة العزل مع درجة الحرارة.
اعتمادًا على الهيكل ، يتم تمييز مواد العزل الكهربائي العضوية وغير العضوية.
مع تطور الصناعة الكهربائية ، تطور أيضًا إنتاج المواد العازلة من المعادن. لقد تحسنت التكنولوجيا مؤخرًا كثيرًا بحيث أصبح من الممكن تقليل تكلفة الإنتاج بشكل كبير ، ونتيجة لذلك ، حلت العوازل المعدنية محل المواد الكيميائية والطبيعية.
المواد المعدنية العازلة
تشمل هذه المركبات:
- تركيب، قلوي، مصباح،زجاج مكثف ، يتكون من خليط من أكاسيد مختلفة. عند صنع أكاسيد الألومنيوم والكالسيوم والسيليكون تزداد القوة الكهربائية للمادة
- مينا الزجاج عبارة عن مواد يتم فيها وضع طبقة رقيقة من المينا على سطح معدني.
- أدلة ضوئية ، وهي نوع خاص من الألياف الزجاجية الموصلة للضوء.
- عناصر سيراميك.
- ميكا.
- الاسبستوس.
على الرغم من هذه المجموعة المتنوعة من مواد العزل الكهربائي ، إلا أنه من غير الممكن دائمًا استبدال أحد العوازل بأخرى.
القوة الكهربائية للعزل خاصية مهمة ، لكنها ليست الشيء الوحيد الذي يجب الانتباه إليه عند اختيار مثل هذه المواد.
يتم إيلاء اهتمام خاص أيضًا للخصائص الحرارية والميكانيكية والفيزيائية والكيميائية الأخرى ، بما في ذلك القدرة على أنواع مختلفة من المعالجة والتكلفة وتوافر المواد.
يتم فحص القوة الكهربائية للعزل من أجل ضمان أقصى درجات الأمان لتشغيل الأدوات والأجهزة.
زيوت بترولية عازلة للكهرباء
زيت المحولات ، المستخدم لمحولات الطاقة ، له أقصى توزيع في الهندسة الكهربائية بين المواد العازلة السائلة. تملأ المسام في العزل الليفي ، المسافة بين اللفات ، تزيد من قوة العزل الكهربائي ، وتشجع على إزالة الحرارة. بالإضافة إلى ذلك ، يستخدم زيت المحولات بنشاط في قواطع دارة الزيت ذات الجهد العالي. في مثل هذه الأجهزة ، بين متباعدةتكسر جهات الاتصال الخاصة بالمفتاح القوس الكهربائي ، ونتيجة لذلك يتم تبريد قناة القوس وإخمادها بسرعة. للحصول على الزيوت المعدنية البترولية العازلة الكهربائية ، يتم استخدام الزيت ، وتنفيذ التقطير المرحلي مع فصل تدريجي لجزء في كل مرحلة وتنقية مفصلة من الشوائب بحمض الكبريتيك ، يليها الغسيل والتجفيف.
القوة الكهربائية لمثل هذا الزيت هي قيمة حساسة للغاية للرطوبة. حتى مع وجود خليط طفيف من الماء في الزيت ، لوحظ انخفاض كبير في هذه الكمية المادية. تحت تأثير المجال الكهربائي ، يتم سحب قطرات الماء المستحلب إلى تلك الأماكن حيث يكون لشدة المجال قيمة قصوى ، ونتيجة لذلك يتطور الانهيار.
مع الانخفاض الحاد في القوة الكهربائية للزيت ، لا يحتوي الزيت على جزيئات الماء فحسب ، بل يحتوي أيضًا على شوائب ليفية. تمتص الماء ، مما يؤثر بشكل كبير على الخصائص الكهربائية للسائل العازل.
زيوت الكابلات
تستخدم في إنتاج كابلات الطاقة الكهربائية. عندما يتم تشريب العزل الورقي بالزيوت ، تزداد إزالة فقد الحرارة.
هناك أنواع مختلفة من زيوت الكابلات. على سبيل المثال ، لتشريب كبلات الطاقة من الألومنيوم وأغلفة الرصاص ، يتم استخدام زيت ماركة KM-25 ، والتي لها لزوجة حركية لا تقل عن 23 ملم في الثانية ، ونقطة صب لا تزيد عن 1000 درجة. من أجل زيادة لزوجة الزيت يضاف إليه الصنوبري أومثخن اصطناعي.
قبل استخدام عازل ، اختبر قوة العزل الكهربائي.
العوازل السائلة الاصطناعية
هذه المواد العازلة للكهرباء متفوقة في بعض النواحي على زيوت البترول. لديهم ميل إلى الشيخوخة الكهربائية ، مما يؤثر سلبًا على الخصائص تحت تأثير المجال الكهربائي ذي الشدة المتزايدة.
للتعامل مع هذه المشكلة ، يتم تشريب المكثفات بعازل كهربائي سائل قطبي.
فحص القوة الكهربائية هو إجراء إلزامي لتحديد أكثر أنواع العازل فعالية.
الهيدروكربونات المكلورة
يتم الحصول عليها من الهيدروكربونات المختلفة عن طريق استبدال ذرة أو أكثر من ذرات الهيدروجين بالكلور. النوع الأكثر شيوعًا من هذه المواد العازلة هو ثنائي الفينيل المكلور. لها لزوجة عالية ، لها الخصائص الرئيسية المطابقة لـ GOST. القوة الكهربائية لهذا العازل أعلى من غيرها من زيوت البترول غير القطبية ، لذلك عند استخدامه ، ينخفض حجم المكثف إلى النصف تقريبًا. من بين مزايا مركبات ثنائي الفينيل المكلورة ، نسلط الضوء على عدم قابليتها للاحتراق ، والعيوب هي السمية والتكلفة العالية.
من بين المواد المنزلية الرخيصة ذات الخصائص العازلة الممتازة ، نسلط الضوء على مزيج من الأيزوبيوتين وأيزومراته (أوكتول) ، الذي تم الحصول عليه نتيجة تكسير الزيت.
عوازل طبيعية
روزين ،وهو راتينج هش يتم الحصول عليه من الراتينج ، ويحتوي في تركيبته على أحماض عضوية. يذوب جيدًا في زيوت البترول ويستخدم كمركبات مانعة للتسرب وتشريب الكابلات.
طبقة رقيقة من الزيت النباتي ، تتساقط على سطح المادة ، تشكل غشاء رقيقًا ، مما يزيد من خصائص العزل للجزء.
أسباب فقدان القوة الكهربائية
في تلك العوازل المستخدمة في الممارسة العملية ، هناك رسوم مجانية. مع تحرك الإلكترونات ، تزداد الموصلية الكهربائية. نظرًا لوجود القليل من الرسوم ، اجتازت العوازل هذا الاختبار بنجاح. تحدد القوة الكهربائية للعوازل المجالات الرئيسية لتطبيقها الصناعي.
العزل ضروري لعزل التيار ، والتحكم في درجة الحرارة ، وشدة المجال الكهربائي ، والخصائص الأخرى التي تمتلكها الأجهزة والأجهزة.
إذا تم استخدام كهرضغطية كعزل كهربائي في مكثف ، فإنه يغير خصائصه الخطية تحت تأثير الجهد المتناوب ، ويتحول إلى مولد للاهتزازات فوق الصوتية.
الخلاصة
تكنولوجيا وخصائص تشغيل المعدات الإلكترونية والكهربائية تحدد المتطلبات المختلفة لمعلمات المواد العازلة.
العوازل المستخدمة لأغراض عملية لها عدد قليل من الإلكترونات في حجمها ، لذلك عند جهد ثابت فإنها تمر بحد أدنى من التيار ، يسمى تيار التسرب.
إذا ارتفع الجهد ،عند تطبيقه على العزل ، ستتجاوز قيمة شدة المجال في العازل قيمة معينة ، سيفقد العازل خصائص العزل الكهربائي.
يزيد التيار المار عبر العازل وتقل مقاومته ، مما يتسبب في حدوث ماس كهربائي في الأقطاب.
هذه الظاهرة تسمى الانهيار العازل. في حالة وصول الجهد المطبق على العازل إلى قيمة حرجة ، لوحظ زيادة حادة في التيار المار ، ينخفض الجهد على الأقطاب ، نتيجة للتغيرات التي لا رجعة فيها ، تنخفض المقاومة الكهربائية للعازل.
اعتمادًا على معلمات عزل الطاقة والطاقة ، تحدث شرارة بعد الانهيار ، مما يؤدي إلى الذوبان والحرق والتشقق والتغييرات الأخرى في كل من العازل والأقطاب الكهربائية.
مع الاختيار الصحيح لمواد العزل الكهربائي ، يمكنك ضمان التشغيل السلس للأجهزة الكهربائية والأجهزة التقنية.
