Электротехническое материаловедение. Агеева Н.Д - 15 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ДВФУ | Владивосток

Составители: 

Рубрика: 

E
1
= ε
2
U / (h
1
ε
2
+ h
2
ε
1
);
E
2
= ε
1
U / (h
1
ε
2
+ h
2
ε
1
);
U
1
= ε
2
h
1
U / (h
1
ε
2
+ h
2
ε
1
);
U
2
= ε
1
h
2
U / (h
1
ε
2
+ h
2
ε
1
),
где h
1
, h
2
- толщина слоев диэлектрика;ε
1
, ε
2
- диэлектрическая проницае-
мость материала диэлектрика; Е
1
, Е
2
- напряженность поля в слоях;U
1
,U
2
-
напряжение, приложенное к слоям; U - полное напряжение между обкладка-
ми конденсатора.
В случае многослойного конденсатора ( плоский, n слоев ) будем иметь
для i-го слоя
Е = U / (ε
I
Σh
i
/ ε
i
); U
i
= E
i
h
i
,
где U - полное напряжение на конденсаторе, В; U
i
, Е
i
, h
i
, ε
i
, - соответственно
напряжение, напряженность электрического поля, толщина и диэлектриче-
ская проницаемость каждого слоя.
То есть слои диэлектрика с большей диэлектрической проницаемостью
стремятся “разгрузиться” и переложить часть электрического напряжения на
слои с меньшей проницаемостью. Особенно в тяжелых условиях оказывается
воздушная прослойка между двумя слоями изоляции. Благодаря малой про-
ницаемости и малой электрической прочности газов в них возникают частич-
ные разряды. Кроме того, для многослойного цилиндрического конденсатора
поле оказывается резко неоднородным, и напряженность в i- м слое на рас-
стоянии x от оси конденсатора (r
1i
< Х < r
2i
) зависит от значений ε
i
материа-
лов слоев:
Е = U / (ε
i
ΣLn(г
2i
/ г
1i
) / ε
i
),
где г
1
, r
2
- соответственно внутренний и внешний радиусы i-го слоя.
В этом случае порядок слоев влияет на значение Е в отдельных слоях. Чтобы
получить наиболее выгодное распределение напряженностей, нужно поме-
щать во внутренние слои многослойного цилиндрического конденсатора ди-
электрики с большими ε ( градирование изоляции). В неравномерном поле
для уменьшения электрической нагрузки электроизоляционных материалов
следует в места с наибольшим электрическим смещением помещать мате-
риалы с наибольшей ε.
Диэлектрики по виду поляризации делятся на четыре группы.
Первая группа – однокомпозиционные, однородные, чистые без доба-
вок, диэлектрики, у которых в основном электронная поляризация или плот-
ная упаковка ионов. К ним относятся неполярные и слабополярные твердые
диэлектрики в кристаллическом или аморфном состоянии, а также неполяр-
ные и слабополярные жидкости и газы для таких материалов
ε < 3,0 =
0
Q
и
Q
Э
Q
1
+
+ .
Вторая группа – технические диэлектрики с электронной, ионной и од-
новременно с дипольно-релаксационной поляризациями. К ним относятся
полярные ( дипольные) органические полужидкие и твердые вещества, на-
                             E1 = ε2 U / (h1 ε2 + h2 ε1);
                             E2 = ε1 U / (h1 ε2 + h2 ε1);
                           U1 = ε2 h1 U / (h1 ε2 + h2 ε1);
                           U2 = ε1 h2 U / (h1 ε2 + h2 ε1),
где h 1, h 2 - толщина слоев диэлектрика;ε1, ε2 - диэлектрическая проницае-
мость материала диэлектрика; Е1, Е2 - напряженность поля в слоях;U1,U2 -
напряжение, приложенное к слоям; U - полное напряжение между обкладка-
ми конденсатора.
       В случае многослойного конденсатора ( плоский, n слоев ) будем иметь
для i-го слоя
                         Е = U / (εI Σhi / εi);   Ui = Ei hi,
где U - полное напряжение на конденсаторе, В; U i, Еi, h i, εi, - соответственно
напряжение, напряженность электрического поля, толщина и диэлектриче-
ская проницаемость каждого слоя.
       То есть слои диэлектрика с большей диэлектрической проницаемостью
стремятся “разгрузиться” и переложить часть электрического напряжения на
слои с меньшей проницаемостью. Особенно в тяжелых условиях оказывается
воздушная прослойка между двумя слоями изоляции. Благодаря малой про-
ницаемости и малой электрической прочности газов в них возникают частич-
ные разряды. Кроме того, для многослойного цилиндрического конденсатора
поле оказывается резко неоднородным, и напряженность в i- м слое на рас-
стоянии x от оси конденсатора (r 1i < Х < r 2i ) зависит от значений εi материа-
лов слоев:
                           Е = U / (εi ΣLn(г2i / г1i) / εi),
где г1, r2 - соответственно внутренний и внешний радиусы i-го слоя.
В этом случае порядок слоев влияет на значение Е в отдельных слоях. Чтобы
получить наиболее выгодное распределение напряженностей, нужно поме-
щать во внутренние слои многослойного цилиндрического конденсатора ди-
электрики с большими ε ( градирование изоляции). В неравномерном поле
для уменьшения электрической нагрузки электроизоляционных материалов
следует в места с наибольшим электрическим смещением помещать мате-
риалы с наибольшей ε.
       Диэлектрики по виду поляризации делятся на четыре группы.
       Первая группа – однокомпозиционные, однородные, чистые без доба-
вок, диэлектрики, у которых в основном электронная поляризация или плот-
ная упаковка ионов. К ним относятся неполярные и слабополярные твердые
диэлектрики в кристаллическом или аморфном состоянии, а также неполяр-
ные и слабополярные жидкости и газы для таких материалов
                                                Q + Qи
                                  ε < 3,0 = 1 + Э            .
                                                   Q
                                                      0
       Вторая группа – технические диэлектрики с электронной, ионной и од-
новременно с дипольно-релаксационной поляризациями. К ним относятся
полярные ( дипольные) органические полужидкие и твердые вещества, на-

Страницы