Návrat na detail prednášky / Stiahnuť prednášku / Technická Univerzita Košice / Fakulta Elektrotechniky a Informatiky / Základy Inžinierstva Materiálov

Prednaska zo ZIM 4.11.2008 Paralelka D (prednaska_zo_zim_4.11.2008_paralelka_d.doc)

Elektrická vodivosť kvapalných izolantov

Kvapalne izolanty majú exponenciálnu teplotnú závislosť vodivosti:

Teplotne závislá je aj pohyblivosť voľných nosičov náboja, a teda aj dynamická viskozita η.             Podľa Waldenovho zákona je súčin dynamickej viskozity a mernej elektrickej vodivosti teplotne nezávislý                           δ . η= c . s

Nepolárne kvapaliny s kovalentnými väzbami majú iónový charakter elektrickej vodivosti spôsobený disociaciou nečistôt a prímesi. Polárne najviac aj disociaciou vlastných molekúl.

Camenovo pravidlo – koloidne častice sa budú nabíjať kladne, ak majú permitivitu väčšiu ako molekuly kvapalného izolantu.

Kvapaliny z Iónovými väzbami – sú vodičmi 2 triedy ( elektrolytmi )

Kvapaliny z kovovými väzbami

Elektrická vodivosť tuhých izolantov

Je daná mechanizmom elektrónovej a Iónovej vodivosti, pričom jeden prevláda.

V závislosti od uhla zmáčavosti môže byt vnútorná a povrchová.

Prekračovaním kritickej vlhkosti 60% dochádza k prudkým zmenám vlastnosti izolantu

Podľa vzniku Iónov rozlišujeme tuhe izolanty na

1. Kryštalické a sklovite s iónovými väzbami
2. Makromolekulárne prírodné a syntetické s kovalentnými väzbami

Elektrická pevnosť

Je schopnosť izolantu zachovávať si izolačné vlastnosti v elektrickom poli

Je materiálovou charakteristikou, ktorá vyjadruje ako podiel prierazného napätia pri skúške elektrickej pevnosti a najkratšej vzdialenosťami medzi elektródami, intenzita elektrických poli v dielektriku v okamžiku prierazu Ep =

Závisí od teploty, homogénnosti elektrického pola, času pôsobenia, tvaru napäťovej krivky,  geometrie a štruktúry izolantu

Rozlišujeme 2 štádia prierazu:

1 štádium prierazu sa prejavuje náhlym vzrastom koncentrácie voľných nositeľov náboja, a tým aj elektrickej vodivosti vplyvom pôsobenia elektrického pola. Elektricky prieraz je elektronickej povahy vo forme nárazovej ionizácie alebo tunelovaniu elektrónov. Elektrotepelný prieraz je tepelnej povahy.

2 štádium prierazu sa prejavuje dočasnými degradačnými účinkami u plynov a kvapalín a trvalými pri tuhých izolantov.

Výboj je súhrn javov, prevádzajúcich prechod prúdu izolačným prostredím

Iskra je krátkodobý výboj, zvyčajné v plynoch, bez trvalo zvýšenej teploty vo svojej výbojovej dráhe

Preskok je súhrn javovo sprevádzajúcich úplný výboj v plynnom alebo kvapalnom izolante, spojený s poklesom napätia na elektródach, s dočasným zhoršením izolačných vlastnosti

Korona je súhrn javov sprevádzajúcich čiastkové výboje v miestach najsilnejšieho elektrického prierazu

Sršenie sú čiastkové výboje v tvare trsov, sprevádzané slabým praskotom

Elektricky prieraz plynných izolantov

Fyzikálna podstata spočíva v nárazovej ionizácii elektrónmi a v fotoionizácii

Prierazná intenzita elektrického pola je závislá od toku, priaznivé podmienky nemá vo vysokom vákuu a kvôli malej strednej drahé elektrónov ani pri vysokom tlaku

Prierazne napätie závisí pri danej teplote iba od súčinu tlaku plynu a vzdialenosti medzi elektródami, pričom ak je tento súčin konštantný, prierazne napätie je konštantné

Pri vyšších tlakoch a vzdialenosti elektród dochádza fotoionizáciou v silnom elektrickom poli inicializácií prvotnej a následné druhotnej lavíny,až vznikne plazmový vodivý kanál ( strimer )

V nehomogénnom elektrickom poli prebiehajú čiastočné výboje ( korona ), prechádzajúce do iskrového alebo oblúkového výboja

Elektricky prieraz kvapalných izolantov

Je o rad vyššia ako u plynných izolantov

Technicky čisté kvapaliny majú aj o rad nižšiu elektrickú pevnosť ako ideálne čisté

Podstatný vplyv majú nečistoty tvoriace s kvapalinou koloidnú sústavu

Prieraz v kvapalných izolantoch rozlišujeme čistoelektricky a elektrotepelný.