전기 절연 재료의 특성

전기 절연 재료는 전선을 절연하는 재료입니다. 높은 저항, 전기 강도 - 손실 각도의 탄젠트를 특징으로 하는 전기적 전압 및 전기 손실을 통해 고장에 저항하는 재료의 능력, 주어진 유전체에 대해 최대 허용 온도를 특징으로 하는 내열성 전기 장비에 있는 그것의 장기 사용.

전기 절연 재료 - 유전체는 고체, 액체 및 기체일 수 있습니다.

전기에서 전기 절연 재료의 목적은 전위가 다른 부품 사이에 이러한 부품 사이에 전류가 통과하지 못하도록 하는 환경을 만드는 것입니다.

유전체의 전기적, 기계적, 물리화학적 및 열적 특성을 구별합니다.

유전체의 전기적 특성

벌크 저항 — 직류가 유전체를 통과할 때 유전체의 저항. 평평한 유전체의 경우 다음과 같습니다.

Rv = ρv(d/S), 옴

여기서 ρv - 유전체의 비 체적 저항은 직류가 유전체의 두 반대쪽을 통과할 때 가장자리가 1cm인 입방체의 저항인 Ohm-cm, S는 단면적 전류가 통과하는 유전체(전극 면적), cm2, e — 유전체 두께(전극 간 거리), 참조

유전체 표면 저항

표면 저항 — 전류가 표면을 통과할 때 유전체의 저항. 이 저항은 다음과 같습니다.

Rs = ρs(l/S), 옴

여기서 ps - 직류가 한쪽에서 반대쪽으로 통과할 때 정사각형(모든 크기의)의 저항인 유전체의 비표면 저항, 옴, 내가- 유전체 표면의 길이(전류 흐름 방향으로) ), cm, C - 유전체 표면의 폭(전류 흐름에 수직 방향으로), 참조

유전 상수.

아시다시피 커패시터의 용량은 두 개의 평행하고 반대쪽 금속판(전극) 사이에 닫힌 유전체입니다.

C = (ε S) / (4π l), cm,

여기서 ε - 주어진 유전체를 가진 커패시터의 용량 대 동일한 기하학적 치수를 갖지만 유전체가 공기 (또는 오히려 진공) 인 커패시터의 용량 비율과 같은 재료의 상대 유전 상수; C — 커패시터 전극의 면적, cm2, l — 전극 사이에 닫힌 유전체의 두께, 참조

유전 손실 각도

교류가 적용될 때 유전체의 전력 손실은 다음과 같습니다.

Pa = U NS Ia, W

여기서 U는 인가 전압, Ia는 유전체 A를 통과하는 전류의 활성 성분입니다.

알려진 바와 같이: Ia = AzR / tgφ = AzRNS tgδ, A, Azr = U2πfC

여기서 Azp는 유전체를 통과하는 전류의 반응성 구성 요소, A, C는 커패시터의 커패시턴스, cm, f는 전류의 주파수, Hz, φ — 유전체를 통과하는 전류 벡터의 각도는 이 유전체에 인가된 전압 벡터보다 앞서, 도, δ — φ에서 90°까지 상보적인 각도(유전 손실 각도, 도).

이러한 방식으로 전력 손실량이 결정됩니다.

Pa = U22πfCtgδ, W

실질적으로 매우 중요한 것은 인가 전압(이온화 곡선)의 크기에 대한 tgδ의 의존성 문제입니다.

박리 및 균열이 없는 균일한 절연의 경우 tgδ는 인가 전압의 크기와 거의 무관합니다. 박리 및 균열이 있는 경우 인가 전압이 증가함에 따라 절연체에 포함된 보이드의 이온화로 인해 tgδ가 급격히 증가합니다.

유전 손실(tgδ)의 주기적 측정 및 이전 측정 결과와의 비교는 절연 상태, 노화 정도 및 강도를 특성화합니다.

유전체 강도

전기 설비에서 코일의 절연을 형성하는 유전체는 전기장의 작용을 견뎌야 합니다. 이 필드를 생성하는 전압이 증가함에 따라 얇은 명주 그물의 강도(전압)가 증가하고 필드 강도가 임계값에 도달하면 유전체가 전기 절연 특성을 잃습니다. 절연 파괴.

항복이 발생하는 전압을 항복 전압이라고 하며 해당 전계 강도를 절연 강도라고 합니다.

절연 강도의 수치는 절연 파괴 지점에서 절연체의 두께에 대한 절연 파괴 전압의 비율과 같습니다.

Epr = UNHC / l, kV / mm,

여기서 Upr - 항복 전압, kV, l - 항복 지점에서의 절연 두께, mm.

전기 절연 재료

유전체의 물리화학적 특성

전기적 특성 외에도 다음과 같은 유전체의 물리 화학적 특성이 구별됩니다.

산가 — 액체 유전체에 포함된 유리 산을 중화하고 전기 절연 특성을 저하시키는 데 필요한 수산화칼륨(KOH)의 양(mg)을 지정합니다.

점도 - 권선을 함침시킬 때 바니시의 침투 능력과 변압기의 오일 대류 등을 결정하는 액체 유전체의 유동성 정도를 결정합니다.

그들은 모세관 점도계(U자형 유리관)로 측정되는 동점도와 특수 깔때기의 보정된 오리피스에서 나오는 유체 흐름의 속도로 결정되는 소위 조건부 점도를 구별합니다. 동점도의 단위는 스톡스(st)입니다.

Engler 도로 측정된 조건부 점도.

열 저항 — 전기 장비의 예상 정상 작동 기간과 비슷한 시간 동안 작동 온도에 노출되었을 때 기능을 수행하는 재료의 능력.

가열의 영향으로 전기 절연 재료의 열 노화가 발생하여 절연이 요구 사항을 충족하지 못합니다.

전기 절연 재료의 내열 등급(GOST 8865-70).문자는 내열 등급을 나타내고 괄호 안의 숫자는 온도, ° C를 나타냅니다.

Y (90) 셀룰로오스, 면 및 천연 견의 섬유재료(액상 전기절연재에 함침 또는 침지하지 아니한 것에 한한다) A (105) 셀룰로오스, 면 또는 천연 견, 비스코스 및 합성 견의 섬유재료로서 액체 전기절연재에 함침 또는 침지한 것에 한한다. D (120) 합성 재료(필름, 섬유, 수지, 화합물) B (130) 유기 결합제 및 함침제와 함께 사용되는 운모, 석면 및 유리 섬유 재료 F (155) 합성 결합제 물질 및 함침제와 결합된 운모, 석면 및 유리 섬유 재료 H (180 ) 운모, 석면 및 유리 섬유를 기반으로 실리콘 실리콘 바인더 및 함침 화합물 C(180 이상) 운모, 세라믹 재료, 유리, 석영 또는 바인더가 없거나 무기 바인더 물질이 있는 이들의 조합

차가운 상태에서 비정질 상태인 고체 유전체(수지, 역청)가 연화되기 시작하는 연화점. 연화점은 강철 볼이나 수은을 사용하여 가열된 절연체가 링이나 튜브에서 압착될 때 결정됩니다.

테스트 재료가 가열되는 비이커(바닥에 직경 3mm의 구멍이 있음)에서 첫 번째 방울이 분리되어 떨어지는 드롭 포인트.

제시된 버너 화염에 의해 절연 액체 증기와 공기의 혼합물이 점화되는 증기 인화점. 액체의 인화점이 낮을수록 휘발성이 커집니다.

내습성, 내화학성, 내한성 및 내열성 유전체 - -45° ~ -60°C 범위의 저온에서 수분, 산 또는 염기에 노출될 때 전기 절연 재료의 전기 및 물리 화학적 특성의 안정성 뿐만 아니라 낮 동안 기온이 높고 급격하게 변화하는 열대 기후, 높은 습도 및 오염, 곰팡이, 곤충 및 설치류의 존재를 특징으로 합니다.

아크 및 코로나 유전체에 대한 저항 - 무성 방전 중에 방출되는 오존 및 질소의 영향에 대한 전기 절연 재료의 저항 - 코로나, 전기 스파크 및 안정적인 아크의 작용에 대한 저항.

유전체의 열가소성 및 열경화성 특성

열가소성 전기 절연 재료는 처음에는 차가울 때 고체이고 가열되면 연화되며 적합한 용매에 용해되는 재료입니다. 냉각 후 이러한 재료는 다시 응고됩니다. 반복적으로 가열하면 용매에 연화되고 용해되는 능력이 유지됩니다. 따라서 이러한 물질을 가열해도 분자 구조에 어떠한 변화도 일으키지 않습니다.

이와는 대조적으로 소위 열경화성 재료는 적절한 방식으로 열처리한 후 굳어집니다(굽습니다). 반복적으로 가열하면 연화되지 않고 용매에 용해되지 않으므로 가열 중에 발생한 분자 구조의 비가역적 변화를 나타냅니다.

절연 재료의 기계적 특성은 최대 인장 강도, 압축, 정적 및 동적 굽힘, 강성입니다.