Газообразные диэлектрические материалы

ПЛАН-КОНСПЕКТ (ТЕЗИСЫЛЕКЦИИ)

проведения занятия по дисциплине «Химия радиоматериалов»

Диэлектрики. Классификация

и электрические свойства

(полное название темы в соответствии с тематическим планом)

Воронеж – 2011

ТЕМЫБЛОКА

Тема №8

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

Классификация диэлектрических материалов

Диэлектрический материал — материал, предназна­ченный для использования его диэлектрических свойств.

Электроизоляционный материал — диэлектрический материал, предназначенный для электрической изоляции.

Строгая классификация диэлектрических материалов по какому-либо общему признаку весьма затруднительна. Поэтому существует несколько классификационных при­знаков, используемых в настоящее время.

По поведению в электромагнитном поле выделяют ди­электрики пассивные (неуправляемые) и активные (управ­ляемые).

По функциям, выполняемым в радиоэлектронной ап­паратуре, диэлектрики можно разделить на электроизоля­ционные и конденсаторные материалы. К электроизоляционным материалам относятся диэлек­трики с малыми токами утечки. В то же время один и тот же диэлектрик может быть и электроизоляционным, и кон­денсаторным материалом, для чего достаточно удовлетво­рять основным функциональным требованиям. Так, для электроизоляционного материала ε должна быть минималь­ной, а для конденсаторного — как можно выше. Эти тре­бования связаны с необходимостью уменьшения паразит­ных связей и размеров конденсаторов.

По агрегатному состоянию диэлектрики классифициру­ются на газообразные, жидкие и твердые. Области приме­нения и количество типов материалов существенно разли­чаются.

Газообразные диэлектрические материалы

В табл. 1 представлены характеристики некоторых газообразных диэлектрических материалов, используемых в технике. Они характеризуются малым значением εи tgδ, высоким p_v и невысоким значением Е_пр по сравне­нию с такими же параметрами жидких и твердых диэлек­триков. В частности, электрическая прочность воздуха Епр.возд ~ 3-5 МВ/М.

Таблица 1

Достоинством газообразных диэлектриков является вос­становление электрической прочности после снятия про­бивного напряжения и стабильность свойств во времени.

Особенность газообразных диэлектриков заключается в необходимости их применения с твердыми диэлектрика­ми.

Электрическая прочность некоторых газов гораздо выше, чем воздуха. Это связано со способностью их моле­кул захватывать свободные электроны и превращаться в малоподвижные ионы, что затрудняет развитие пробоя. Явление используют в технике для увеличения электри­ческой прочности газовой изоляции.

Наиболее широко используется в технике элегаз, посколь­ку он не токсичен, химически инертен, не реагирует с ме­таллами, не разлагается под действием воды, кислот, ще­лочей; допускает сжатие до 2 МПа при нормальной темпе­ратуре и нагрев до 150 °С. Используют элегаз в образцо­вых конденсаторах на рабочих напряжениях до 500 кВ, в высоковольтных кабелях под давлением 0,3...0,5 МПа, в высоковольтных выключателях с напряжением до 750 кВ.

Газы с малой электрической прочностью, такие, как Не, Ne, Ar, Xe и др., используют в газоразрядных и осветитель­ных приборах, в частности в рекламных стендах и улич­ных цветовых украшениях.