Электротехнические материалы и техника высоких напряжений. Закарюкин В.П. - 38 стр.

ются электрические характеристики изоляции (сопротивление изоляции,
tgδ, пробивное напряжение). В связи с дополнительным нагревом снижает-
ся механическая прочность твердой изоляции. Заканчивается ухудшение
характеристик изоляции ее пробоем.
       Нормы испытания изоляции различных видов электрооборудования
[6] предусматривают измерение емкости изоляции и угла диэлектрических
потерь.
       Диэлектрическими потерями называют электрическую мощность,
которая уходит на нагрев изоляции при приложении к ней напряжения.
Нужно подчеркнуть, что изоляция греется просто из-за приложения к ней
напряжения; при небольших напряжениях нагрев практически не заметен,
а при переменном напряжении нагрев существенно больше, чем при по-
стоянном. Нагрев возникает из-за замедленных видов поляризации, сквоз-
ной электропроводности, ионизации диэлектрика и из-за неоднородности
структуры диэлектрика. При недопустимо высоких диэлектрических поте-
рях изоляция может нагреваться до температуры теплового разрушения
(электротепловой пробой).
       Диэлектрические потери зависят от приложенного к изоляции на-
пряжения, поэтому для характеристики изоляции (и просто диэлектрика)
чаще используется другая характеристика – тангенс угла диэлектрических
потерь tg δ. Углом диэлектрических потерь δ называют угол, дополняю-
щий до 90 градусов угол сдвига фаз между током через изоляцию и напря-
жением на ней (фазный угол ϕ). Угол ϕ не достигает 90 градусов именно
из-за наличия нагрева изоляции, и чем больше tgδ, тем больше при прочих
равных условиях диэлектрические потери.
       При рассмотрении реальной изоляции ее обычно замещают одной из
двух простейших схем, отображающих емкостные свойства изоляции и
возможность ее нагрева. Эти схемы составлены емкостным и резистивным
элементами, которые соединяются либо последовательно, либо параллель-
но. Величина емкости емкостного элемента, вообще говоря, зависит от ви-
да схемы замещения, но для хорошей изоляции, когда tg 2δ << 1, емкости
элементов обеих схем замещения одинаковы, а сопротивление резистивно-
го элемента параллельной схемы намного больше сопротивления последо-
вательной схемы. В этом случае связь между диэлектрическими потерями
и tgδ определяется формулой (1):
       P = ω C U 2 tg δ ,                                          (1)
а потери в единице объема равны
       p = ω ε 0ε r E 2 tg δ ,                                     (2)
где U – напряжение, приложенное к изоляции, E – напряженность электри-
ческого поля в диэлектрике, ω – круговая частота, C – емкость изоляции,
εr – относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика.
       Контроль величины tgδ является одним из наиболее распространен-
                                  38