close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Курс лекции по электроматериалознавству

код для вставкиСкачать
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
КРИВОРІЗЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Кафедра електропостачання та ресурсозбереження
Конспект лекцій
з дисципліни "Електротехнічні матеріали"
для студентів з напрямку підготовки 6.050701
"Електротехніка та електротехнології"
денної та заочної форм навчання
м. Кривий Ріг
2010 р.
Укладачі : Титюк В.К., к.т.н, доцент, Пархоменко Р.О., старший викладач.
Відповідальний за випуск : Щокін В.П., к.т.н, доцент.
Рецензент : Гузов Е.С., к.т.н, доцент.
Конспект лекцій з дисципліни "Електротехнічні матеріали" охоплює основні теми курсу, містить загальнотеоретичні відомості з матеріалознавства. Значний обсяг матеріалу присвячено діелектричним матеріалам, опису властивостей та кількісних характеристик матеріалів, найбільш поширених у практичному використанні при конструюванні та виробництві електротехнічних пристроїв. Наведено список рекомендованої літератури.
РозглянутоСхвалено
на засіданні на вченій раді
кафедри ЕПРелектротехнічного факультету
Протокол № 5Протокол № 1
від 08.10.2010 р.від 27.10.2010 р.
Зміст
Передмова5
Розділ 1. Введення в предмет5
1.1. Визначення матеріалу, матеріалознавства, електротехнічного матеріалознавства.5
1.2. Роль матеріалів у сучасній техніці.6
1.3. Класифікація матеріалів, застосовуваних в енергетиці й електротехніці.7
Розділ 2. Електрофізичні характеристики матеріалів.8
2.1. Електропровідність матеріалів.8
2.1.1. Основне рівняння електропровідності.8
2.1.2. Електропровідність металів8
2.1.3. Електропровідність газів8
2.1.4. Електропровідність твердих діелектриків.9
2.1.5. Електропровідність рідин.9
2.2. Діелектрична проникність.9
2.2.1. Діелектрична проникність газів.10
2.2.2. Діелектрична проникність твердих і рідких діелектриків.10
2.3. Електрична міцність матеріалів.10
2.4.Теплові характеристики матеріалів.11
2.5.Механічні характеристики матеріалів.12
2.6 Вологостні властивості діелектриків.12
2.6.1. Загальні характеристики вологості повітря12
2.6.2 Гігроскопічність діелектриків.12
2.6.3. Вологопроникливість діелектриків.13
Розділ 3. Різні види діелектричних матеріалів.14
3.1. Загальні характеристики й застосування газоподібних діелектриків.14
3.2. Загальні характеристики й застосування рідких діелектриків.15
3.3. Використовувані й перспективні рідкі діелектрики.16
3.3.1. Трансформаторне масло.16
3.3.2. Основні фізико-хімічні властивості трансформаторного масла.17
3.3.3. Конденсаторне й кабельне масла.19
3.3.4. Синтетичні діелектричні рідини.20
3.4. Тверді діелектрики.21
3.4.1. Загальні характеристики твердих діелектриків.21
3.4.2. Види діелектриків. Застосування твердих діелектриків в енергетиці.22
3.4.3. Полімерні матеріали.23
3.4.4. Папір і картон25
3.4.5. Шаруваті пластики26
3.4.6. Лакотканини28
Розділ 4. Провідникові матеріали.28
4.1. Матеріали для проводів. Мідь, алюміній.28
4.2. Матеріали для контактів.29
4.3. Металеві резистивні матеріали30
4.4. Принципи надпровідності.31
Список рекомендованої літератури.31
Передмова
Дисципліна "Електротехнічні матеріали", з одного боку, базується на таких фундаментальних науках, як фізика, хімія і електротехніка, а з іншого боку - є їх логічним розвитком і створює основу для вивчення багатьох профілюючих дисциплін електро - і радіотехнічних спеціальностей. Спираючись на базові дисципліни - фізику, хімію, електротехніку і технічну механіку, ЕТМ безпосередньо обслуговують багато профілюючі дисципліни. Система навчання полягає в читанні лекцій і підготовці лабораторних робіт. Обсяг курсу містить у собі 18 лекцій і 8 лабораторних робіт.
Виконання лабораторних робіт пов'язане з використанням високої напруги. Тому необхідно якнайсуворіше дотримання заходів безпеки.
Метою нашого курсу є ознайомлення й вивчення основних матеріалів, застосовуваних в електроенергетиці, їх основних властивостей.
Курс "Електротехнічні матеріали" є частиною більш загальної наукової дисципліни - матеріалознавства.
Розділ 1. Введення в предмет
1.1. Визначення матеріалу, матеріалознавства, електротехнічного матеріалознавства.
Матеріал - це об'єкт, що володіє певним составом, структурою й властивостями, призначений для виконання певних функцій. Матеріали можуть мати різний агрегатний стан: тверде, рідке, газоподібне або плазмове. Функції, які виконують матеріали - різноманітні. Це може бути забезпечення протікання струму - у провідникових матеріалах, збереження певної форми при механічних навантаженнях - у конструкційних матеріалах, забезпечення непротікання струму, ізоляція - у діелектричних матеріалах, перетворення електричної енергії в теплову - у резистивних матеріалах. Звичайно матеріал виконує кілька функцій, наприклад діелектрик обов'язково випробовує якісь механічні навантаження, а значить є конструкційним матеріалом.
Матеріалознавство - наука, що займається вивченням складу, структури, властивостей матеріалів, поведінку матеріалів при різних впливах: теплових, електричних, магнітних і т.д., а також при комбінації цих впливів. Теоретичною основою матеріалознавства є фізика й хімія. Стихійними матеріалознавцями були ще прадавні люди, наприклад, що навчилися робити кам'яні наконечники або сокири з певних каменів із шаруватою структурою. Технічний прогрес людства багато в чому заснований на матеріалознавстві. У свою чергу технічний прогрес дає нові можливості, методи, прилади для матеріалознавства, дозволяє створювати нові матеріали. Розглянемо приклад з комп'ютерною технікою. Перші комп'ютери були на вакуумних електронних лампах і мали порівняно скромні можливості. Розмір їх був приблизно зі спортивний зал, розмір одиничного елемента для зберігання й обробки інформації становив кілька сантиметрів. Після відкриття напівпровідників розмір елемента поменшився приблизно в 10 раз, розміри комп'ютера поменшилися також приблизно в 10 раз. У міру дослідження напівпровідників їх розмір зменшувався, поки не відбувся якісний стрибок після відкриття інтегральних схем, коли кілька транзисторів з'єднали в одному елементі. Надалі й цей елемент постійно зменшувався й у ньому з'єднували все більшу кількість транзисторів. У цей час елементарний транзистор має розмір приблизно 0.5 мкм, у більших інтегральних схемах з'єднуються тисячі елементів. Передбачається, що в найближчому майбутньому буде поступово здійснюватися перехід на масштаб 0.2 мкм і 0.18 мкм. Є ідеї про створення елементів розміром з молекулу!
Електротехнічне матеріалознавство - це розділ матеріалознавства, який займається матеріалами для електротехніки й енергетики, тобто матеріалами, що володіють специфічними властивостями, необхідними для конструювання, виробництва й експлуатації електротехнічного устаткування. Ряд матеріалів традиційні для кожного з розділів матеріалознавства, у першу чергу, це конструкційні матеріали. Основні матеріали, розглянуті тут специфічні саме для електротехнічного розділу матеріалознавства, це в першу чергу діелектричні матеріали, потім провідникові матеріали, матеріали для резисторів. В основному ці теми й будуть розглядатися в курсі електротехнічного матеріалознавства. Для успішного освоєння курсу не потрібно спеціалізованих знань - досить математики та фізики в обсязі загального курсу.
1.2. Роль матеріалів у сучасній техніці.
Матеріали відіграють визначальну роль у технічному прогресі. Вище ми розглядали приклад з області обчислювальної техніки, коли вдосконалювання матеріалу й технології виготовлення елементів устаткування з нього приводить до радикально нових результатів. Можна навести ще приклади з інших галузей техніки. Наприклад, виготовлення балонів для зберігання газів під тиском. Вага балона визначається товщиною стінки посудини, яка, у свою чергу, визначається механічною міцністю матеріалу. Чим менш міцний матеріал, тем важче посудина. Отож, посудина для зберігання азоту, приблизно на тиск 100 атм, обсягом 100 л, виготовлений зі сталі має різна вага в різних країнах, де різна технологія виготовлення стали й, відповідно, різна її механічна міцність. Наприклад вищезгадана посудина в США має вага 40 кг, у нас - 80 кг, а в Китаї - 150 кг. Розробка нових електротехнічних матеріалів з поліпшеними або новими експлуатаційними властивостями сприяє поліпшенню експлуатаційних характеристик електротехнічних виробів.
Інший приклад, більш близький до енергетики. Робоча напруженість електричного поля в потужному імпульсному накопичувачі енергії (великий конденсатор, у якім у якості діелектрика є вода) в американському накопичувачі "Юпітер" вибирається 150 кВ/см, а в російському накопичувачі "Ангара" - усього 80 кВ/см. В американців краще технологія готування води й електродів, отже, краще властивості матеріалу (води) у накопичувачі, значить пробій у воді досягається при більш високій напруженості, і можна вибрати більшу робочу напруженість. Ще більш близький приклад - ізолятори високовольтних ліній. Історично першими придумали ізолятори з порцеляни. Технологія їх виготовлення досить складна, примхлива. Ізолятори виходять досить громіздкими й важкими. Навчилися працювати зі склом - з'явилися скляні ізолятори. Вони легше, дешевше, їхня діагностика трохи простіше. І, нарешті останні винаходи - це ізолятори із кремнійорганичної гуми. Перші ізолятори з гуми були не дуже вдалі. На їхній поверхні із часом утворювалися мікротріщини, у яких набивався бруд, утворювалися провідні треки, потім ізолятори пробивалися. Докладне вивчення поведінки ізоляторів в електричнім полі проводів повітряних ліній в умовах зовнішніх атмосферних впливів, дозволило підібрати ряд добавок, що поліпшили атмосферо стійкість, стійкість стосовно забруднень і дії електричних розрядів. У результаті зараз створений цілий клас легких, міцних ізоляторів на різні рівні напруги.
Для порівняння, вага підвісних ізоляторів для ВЛ 1150 кВ зіставимо з вагою проводів у прольоті між опорами й становить кілька тонн. Це змушує ставити додаткові паралельні гірлянди ізоляторів, що збільшує навантаження на опору. Потрібно використовувати більш міцні, а значить більш масивні опори. Це збільшує матеріалоємність, велику вагу опор значно піднімає витрати на монтаж. Для довідки, вартість монтажу становить до 70% вартості будівництва лінії електропередач. На прикладі видне, як один елемент конструкції впливає на конструкцію в цілому. Застосування кремнійорганичної гуми дозволяє різко здешевити й прискорити будівництво. Основою для цього прогресу є розробка й використання для ізоляторів нових електротехнічних матеріалів. Легкі ізолятори дають можливість полегшити опори, тим самим зменшується вітрове навантаження, здешевлюється виготовлення, доставка й монтаж повітряних ліній. Наприклад, створення нагрівостійких кремнійорганичних діелектриків дозволило підвищити робочі температури електричних машин і тим самим значно збільшити потужність машини без збільшення її габаритів і ваги.
1.3. Класифікація матеріалів, застосовуваних в енергетиці й електротехніці.
Усі електротехнічні матеріали діляться на групи по їх електропровідності з обліком функціонального призначення.
1. Провідникові матеріали. Чисті метали і їх сплави. Вони мають низький питомий опір ( високу провідність ). З них виготовляють струмоведучі частини електричних машин і апаратів: обмотки, котушки, контакти, струмоведучі жили проводів і кабелів.
2. Напівпровідникові матеріали. Ця група матеріалів має керовану провідність. Тобто, прикладаючи до виробів із цих матеріалів невелику керуючу напругу можна переводити їх зі струмопровідного стану в ізолююче. До напівпровідників належать такі матеріали як кремній, германій, селенів, арсенід галію. З них виготовляють силові електронні ключі: тиристори, транзистори.
3.Магнітні матеріали. Застосовуються для створення середовища з малим магнітним опором (магнітопроводи, сердечники) тобто для концентрації енергії магнітного поля в електричних машинах, апаратах і приладах Стосовно електричного струму більшість магнітних матеріалів є провідниками. Основу магнітних матеріалів становить залізо і його сплави. Із цих матеріалів виготовляють сердечники трансформаторів, магнітні системи електричних машин. Після появи потужних постійних магнітів на основі неодиму з'явився великий клас синхронних машин з безконтактним порушенням від постійних магнітів. Усі електричні мікромашини виготовляються з постійними магнітами, що значно підвищує їх надійність.
4. Діелектрики. Це матеріали - антиподи провідників, вони мають високий питомий опір (низьку провідність ). Діелектричні матеріали мають надзвичайно важливе значення для електротехніки. Діелектрики використовуються в різних електротехнічних пристроях для створення електричної ізоляції, яка оточує струмоведучі частини електротехнічних пристроїв, відокремлює одну від одної частини, що перебувають під дією різних електричних потенціалів.
Ще одна область застосування діелектриків - це діелектрики в конденсаторах, що служать для нагромадження енергії електричного поля й створення певного значення електричної ємності конденсаторів.
Інша назва діелектриків - електроізоляційні матеріали. Призначення електричної ізоляції - не допустити проходження електричного струму по яких-небудь шляхах, не передбачених конструкцією або схемою пристрою. Очевидно, що ніякий пристрій не може бути виконаний без застосування електроізоляційних матеріалів.
У різних випадках до електроізоляційних матеріалів пред'являють найрізноманітніші вимоги. Крім електроізоляційних властивостей велике значення мають механічні, теплові й інші фізико-хімічні властивості. Важливе значення має також вартість і дефіцитність матеріалів.
По агрегатному стану електроізоляційні матеріали діляться на тверді, рідкі й газоподібні.
Велике практичне значення має розподіл електроізоляційних матеріалів відповідно до їхньої хімічної природи на органічні й неорганічні. Органічні матеріали мають коштовні механічні властивості - гнучкістю, еластичністю, їм легко надавати необхідну форму, однак за рідкісними винятками вони мають відносно низьку нагрівостійкість.
Розділ 2. Електрофізичні характеристики матеріалів.
2.1. Електропровідність матеріалів.
Особливістю використання матеріалів в електроенергетиці є те, що вони експлуатуються в умовах впливу електричних полів, і в трохи меншому ступені, в умовах впливу магнітних полів. Основними процесами, що відбуваються під дією цих полів є поляризація речовини, електропровідність, намагнічування речовини.
Електропровідність - це здатність матеріалу проводити електричний струм. Хто пам'ятає визначення електричного струму з курсу фізики? Електричним струмом називається спрямований рух електрично заряджених часток. Електричний струм може бути викликаний зарядженими частками різних типів. Основні види заряджених часток - це електрони й іони.
2.1.1. Основне рівняння електропровідності.
Можна написати найбільш загальну формулу, для щільності струму j, вірну для будь-яких середовищ,
j = ·qi·Vi Тут i - тип або cорт заряду, (наприклад електрони, іони різних молекул, заряджені частки й т.п.), ni - концентрація зарядів i-го різновиду, qi - значення заряду, Vi - швидкість носіїв заряду.
Щоб розібратися з електропровідністю різних матеріалів, необхідно зрозуміти, які в них щільності (концентрації) заряду, як вони з'являються й від чого вони залежать, які величини зарядів, з якими швидкостями можуть рухатися. Усе це головні питання у вивченні електропровідності.
Для всіх середовищ, за винятком вакууму, швидкість носіїв пропорційна напруженості поля
Vi = bi·E
де bi - рухливість носіїв заряду.
Рухливістю носіїв заряду називається коефіцієнт пропорційності між швидкістю носіїв заряду Vi і напруженістю поля E. Розмірність рухливості - м2/(В с). Фактично рухливість чисельно дорівнює швидкості носіїв заряду при напруженості поля 1 В/м.
Підставляючи рівняння (2) в (1) одержимо аналог закону Ома в диференціальній формі, що зв'язує щільність струму з напруженістю електричного поля. Ми одержимо вираз, за допомогою якого можна прогнозувати величину електричного опору того або іншого матеріалу.
Типи носіїв заряду і їх рухливість можуть бути різними в різних середовищах. Рухливість носіїв також сильно залежить від середовища.
Основними видами заряджених часток є електрони й іони - те, що залишається від атома або молекули, коли вони втрачають електрони.
2.1.2. Електропровідність металів
В атомах металів електрони досить слабко пов'язані з іонними залишками. Тому при утворі з атомів властиво матеріалу металу ці електрони від різних атомів як - би усуспільнюються й можуть вільно пересуватися по всім обсягу металу. Вони і є носіями заряду. Зразкова кількість електронів у металі становить близько 1022 шт/см3. Їхня рухливість також велика. Оцінки дають значення bi приблизно 10-2-10-1 м2/(В с).
2.1.3. Електропровідність газів
Гази мають винятково малу провідність. Це пов'язане з дуже низькою концентрацією носіїв заряду. Поява носіїв у газі відбувається за рахунок іонізації нейтральних молекул під дією зовнішніх факторів або при зіткненні заряджених часток з молекулами. Основним фактором, що визначають провідність газів, є космічне випромінювання. Звичайно в повітрі утворюється порядку 1000 шт. електронів і іонів в 1 див3 за 1 сек. Іонізація сильно збільшується при нагріванні газу. Електропровідність газу, обумовлена цим явищем, називається несамостійної.
Під дією сильних електричних полів заряджені частки можуть здобувати більші швидкості й утворювати нові іони при зіткненнях з нейтральними молекулами. Електропровідність газу, обумовлена цим явищем, називається самостійної. У слабких електричних полях ударна іонізація відсутня.
Одночасно з утворенням носіїв зарядів протікає протилежний процес - об'єднання заряджених часток у нейтральні молекули. Цей процес називається рекомбінацією. Наявність рекомбінації пояснює встановлення певного рівня іонів через короткий час після початку дії зовнішнього іонізатора.
Характер залежності струму від напруги для газу представлений на рис.1.1. При невеликих значеннях напруги виконується закон Ома. У цій області запас позитивних і негативних часток достатній і практично постійний. При збільшенні напруги позитивні іони не встигають рекомбінувати й розряджаються на електродах. Це відповідає горизонтальній ділянці кривої. При подальшім збільшенні напруги внаслідок ударної іонізації з'являється самостійна провідність, і струм знову починає рости зі збільшенням напруги.
2.1.4. Електропровідність твердих діелектриків.
Тут основними носіями заряду є електрони. Іони "вморожені" і практично не мають можливості руху, b ~10-23 м2/(В·с). Утворення вільних носіїв заряду відбувається внаслідок впливу іонізаційних випромінювань і нагрівання. Рекомбінація носіїв заряду у твердих тілах не утруднена. Електропровідність твердих діелектриків визначається наявністю домішок.
2.1.5. Електропровідність рідин.
Сучасні вистави про провідність діелектричних рідин полягають у наступному. Тут носіями заряду є іони, тому що електрони легко прилипають до нейтральних молекул рідини й не можуть існувати у вільному стані. Крім того, у рідині заряди можуть переноситися моліонами (групами молекул), частками й навіть пухирцями. Іонізація полегшена в порівнянні з газами. Рекомбінація носіїв заряду в рідині утруднена, оскільки заряди активно взаємодіють із більш щільним і рухливим середовищем. Таким чином, у рідинах звичайно провідність більше, чим у газах і твердих тілах за рахунок полегшеної іонізації й утрудненої рекомбінації
З іншого боку, відсутність форми рідини, легкість очищення дають можливість зменшення електропровідності, що неможливо зробити із твердими діелектриками. У цей час існують кілька нових технологій очищення рідин, наприклад електродіаліз, завдяки яким деякі рідини очищали до провідності, не гірше кращих зразків твердих діелектриків.
2.2. Діелектрична проникність.
Однієї з найважливіших характеристик діелектриків, що має найважливіше значення для техніки є його відносна діелектрична проникність ε.
Ця величина являє собою відношення заряду Q, отриманого на конденсаторі, що містить даний діелектрик, до заряду Q0, який можна було б одержати в конденсаторі, якби між електродами перебував вакуум:
ε = Q/Q0
Із цього визначення випливає, що діелектрична проникність не залежить від вибору системи одиниць і її числове значення завжди більше одиниці.
Значення діелектричної проникності речовини вказує на його здатність накопичувати електричні заряди в порівнянні з вакуумом. Чим вище діелектрична проникність, тем більшу ємність, більшу електричну енергію буде мати конденсатор при тих же розмірах. Здатність діелектриків накопичувати електричний заряд практично обумовлена таким фізичним процесом як поляризація.
2.2.1. Діелектрична проникність газів.
Гази мають низьку щільність, більші міжмолекулярні відстані. Гази мають низьку здатність до поляризації, їх діелектрична проникність незначно перевершує одиницю. Наприклад для кисню ε = 1.00055. Залежність діелектричної проникності від тиску й температури визначається зміною числа молекул в одиниці об'єму газу. Тобто, з ростом тиску діелектрична проникність збільшується, а з ростом температури діелектрична проникність газу знижується. На значення діелектричної проникності повітря також виявляє певне значення його вологість. З ростом вологості діелектрична проникність повітря незначно збільшується.
2.2.2. Діелектрична проникність твердих і рідких діелектриків.
Значення діелектричної проникності твердих і рідких діелектриків суттєво залежить від їхньої фізико-хімічної природи: від розмірів і ступеня полярності молекул, тобто, від механізмів поляризації, властивих тому або іншій речовині. Діелектрична проникність у цьому випадку також залежить від температури. Однак на відміну від газів температурний коефіцієнт діелектричної проникності може мати нелінійний характер і ухвалювати позитивні значення. Для полярних речовин має місце й залежність діелектричної проникності від частоти прикладеного напруги. З ростом частоти діелектрична проникність полярних діелектриків знижується.
Значення діелектричної проникності твердих діелектриків змінюються в діапазоні від 2-3 до 7000-9000 (титанат барію).
2.3. Електрична міцність матеріалів.
Діелектрик, що перебуває в електричнім полі, при певному значенні напруженості електричного поля втрачає ізоляційні властивості. Це явище зветься пробою, а значення напруги при якім відбувається пробій - електричною міцністю діелектрика. Електрична міцність визначається пробивною напругою, віднесеним до товщини діелектрика в місці пробою:
Eпр = Uпр/h
На практиці звичайно вимірюють електричну міцність у кіловольтах на міліметр. Електрична міцність суттєво залежить від відстані між електродами і їх форми, від великого числа різноманітних фізико-технічних параметрів.
При нормальних умовах електрична міцність повітря при відстані між електродами в 1 см становить 3.2 кВ/мм.
Для твердих і рідких діелектриків дуже характерна залежність електричної міцності від наявності й состава домішок. Наприклад, електрична міцність трансформаторного масла становить 4кВ/мм, але після ретельного очищення від води цей показник збільшується до 20-25 кВ/мм. Наявність твердих домішок спотворює картину поля, робить його нерівномірним, приводить до появи зон локальної перенапруги.
Реальні діелектрики відрізняються від ідеальних, насамперед наявністю в тілі діелектрика мікропор, особливо на поверхні роздягнула " електрод-діелектрик". Це є одним з головних факторів погіршення властивостей електричної ізоляції в процесі експлуатації, т.зв. старіння діелектриків. Старіння діелектриків - погіршення характеристик діелектриків при їхній експлуатації.
Основний механізм старіння діелектриків - вплив часткових розрядів. Справа в тому, що в енергетику на діелектрики діють, як правило, змінні електричні поля. При цьому при дії змінної напруги певної амплітуди в газових або повітряних порах виникають часткові розряди.
Частковий розряд - локальний лавинний розряд у газовій порі діелектрика. 2.4.Теплові характеристики матеріалів.
До найважливіших теплових властивостей діелектриків ставляться нагрівостійкість, холодостійкість і теплове розширення.
Температура - це поняття, введене для характеристики енергії, яку мають молекули речовини. Для матеріалів уводять кілька характерних температурних крапок, що вказують працездатність і поведінка матеріалів при зміні температури.
Нагрівостійкість - максимальна температура, при якій не зменшується термін служби матеріалу. По цьому параметру всі матеріали розділені на класи нагрівостійкості згідно таблиці 2.1.
Табл.2.1. Класи нагрівостійкості матеріалів.
Позначення класу Y A E B F H C Робоча температура, С 90 105 120 130 155 180 Вище 180 До класу Y відносяться волокнисті матеріали на основі целюлози й шовку (папери, картони, непросочені тканини), якщо вони не просочені спеціальними засобами.
До класу А відносяться ті ж матеріали, захищені зовнішньою ізоляцією, просочені спеціальними лаками. До класу А ставляться ізоляція емаль-проводів на масляно-смоляних лаках.
До класу Е відносяться пластмаси з органічним наповнювачем, такі як текстоліт, гетинакс.
До класів Y, А, Е відносяться в основному органічні електроізоляційні матеріали.
У клас У входять матеріали з більшим змістом неорганічних компонентів, наприклад азбестові матеріали з органічними просоченнями.
До класів F, Н належать вироби зі скловолокна з епоксидними або кремнійорганічними наповнювачами.
Клас С утворюють чисто неорганічні матеріали: слюда, кварц, азбест і т.п.
Теплостійкість - температура, при якій відбувається погіршення характеристик при короткочаснім її досягненні.
Термостійкість - температура, при якій відбуваються хімічні зміни матеріалу.
Морозостійкість - здатність працювати при знижених температурах (цей параметр важливий для гум).
Погіршення ізоляційних властивостей може відбуватися при тривалій дії щодо невеликих температур. Підвищення швидкості хімічних реакцій в ізоляції викликає теплове старіння ізоляції. Старіння ізоляції проявляється у вигляді підвищення твердості й крихкості, утвору тріщин, зниженні електричної міцності. У середньому підвищення температури на кожні 10 градусів зменшує тривалість старіння ізоляції вдвічі. На швидкість старіння істотний вплив виявляє наявність підвищеної концентрації кисню, озону або хімічно активних реагентів, вплив прямих сонячних променів. З питаннями припустимої температури тісно зв'язані заходи пожежної безпеки й вибухобезпечності встаткування.
При роботі декількох матеріалів в умовах механічного контакту необхідно враховувати теплове розширення діелектриків, яке оцінюють температурним коефіцієнтом лінійного розширення. Органічні діелектрики мають різко підвищені ТКЛР у порівнянні з неорганічними.
2.5.Механічні характеристики матеріалів.
Більшість електротехнічних матеріалів виконує кілька функцій, у тому числі й функції конструкційних матеріалів. Тому часто для електротехнічних матеріалів знати числові значення міцності на розрив, стиск, вигин. Багато матеріалів мають підвищену крихкість, тобто легко руйнуються динамічними навантаженнями. Для рідких діелектриків - масел, лаків важливою механічною характеристикою є в'язкість.
2.6 Вологостні властивості діелектриків.
2.6.1. Загальні характеристики вологості повітря
Електротехнічне встаткування завжди працює в контакті з атмосферним повітрям, зазнає дії різноманітних факторів, наприклад перепадам температури. Атмосферне повітря має досить складний хімічний склад і одним з найбільш істотних компонентів є водяні пари. Вода є гарним розчинником, легко проникає в пори й впливає на стан і експлуатаційні властивості всіх матеріалів. Наприклад, при підвищеній вологості швидше протікають процеси корозії конструкційних матеріалів, окисняться контакти й провідники, знижується електрична міцність діелектриків.
Зміст водяної пари в атмосфері оцінюють таким показником як абсолютна вологість повітря. Цей показник чисельно дорівнює масі водяної пари, що втримується в одиниці об'єму повітря (кг/м3). Кожній температурі відповідає певне максимальне значення абсолютної вологості mнас. Більшої кількості води повітря містити не може, вода випадає у вигляді роси. Абсолютна вологість, необхідна для насичення повітря, різко зростає зі збільшенням температури. Відносна вологість повітря показує процентний вміст у повітрі водяної пари стосовно максимально можливого: φ = m/ mнас 100%.
При нормальній температурі 20°С и нормальному атмосферному тиску значення mнас рівняється 17,3 г/м3. При проведенні різних випробувань і вимірів установлюється так звана нормальна вологість повітря, відповідна до відносної вологості φ = 65%.
Вода є сильно дипольним діелектриком з відносно низьким питомим опором порядку 103-104 Ом*м. Тому влучення води в діелектрик веде до різкого погіршення електричної міцності ізоляції. Особливо помітний вплив вологи при підвищених температурах. Тому в особливий клас виконання виділяється встаткування, призначене для роботи в тропічних умовах, тобто в умовах підвищеної вологості й підвищених температур.
Електроізоляційні матеріали в більшій або меншому ступені мають властивості гігроскопічності, тобто здатністю усмоктувати в себе вологу з навколишнього середовища, і вологопроникливістю, тобто здатністю пропускати через себе пари води.
2.6.2 Гігроскопічність діелектриків.
У першу чергу вплив підвищеної вологості повітря відбивається на зменшенні поверхневого опору діелектриків. Це пов'язане з появою на їхній поверхні великих водяних крапель і плівок. Здатність діелектриків змочуватися водою характеризується крайовим кутом змочування Θ краплі води, нанесеної на плоску поверхню - показати на малюнку. Чим менше Θ - тем сильніше змочування, для поверхонь, що змочуються, Θ <°90 С, для, що змочуються - Θ >°90, рис.2.1.
Рис.2.1. Змочувані та незмочувані поверхні
При наявності в діелектрику об'ємної пористості або при нещільній структурі волога попадає й усередину матеріалу.
Для захисту поверхні електроізоляційних деталей від дії атмосферної вологості їх покривають спеціальними лаками, що не змочуються водою.
Діелектрик, поміщений у середовище з деяким іншим рівнем вологості, протягом деякого часу досягає рівноважний із середовищем стану в результаті процесів зволоження або сушіння. Для волокнистих діелектриків установлюється кондиційна вологість, відповідна до рівноважної вологості матеріалу, якщо він перебуває в повітрі в нормальних умовах. Наприклад, для кабельного паперу кондиційна вологість установлюється рівної 8%. На гігроскопічність матеріалу найважливіший вплив виявляє будова матеріалу і його хімічний склад. Сильно пористі матеріали, природно, більш гігроскопічні, чому матеріали щільної будови. Для ілюстрації приведемо відомості про розміри пор ( в ангстремах, 10-10 м) для деяких матеріалів, табл.2.2.
Табл.2.2. Розміри пор у діелектриках.
Макропори в кераміку103 - 106Капіляри у волокнах целюлози1000Пори в стінках волокна10-100Міжмолекулярні пори10-50Внутрішнмолекулярні пори До 10 Для порівняння вкажемо, що ефективний діаметр молекули води рівний приблизно 3 ангстрема. Тому уникнути гігроскопічності матеріалів, особливо органічних, з великими молекулами, практично неможливо.
Кількість поглиненої діелектриком води не повністю відбиває ступінь зміни властивостей матеріалу при зволоженні. Якщо поглинена волога утворює подовжені нитки або плівки, які можуть пронизувати міжелектродний проміжок, то навіть незначна кількість вологи приводить до різкого зниження електричної міцності ізоляції. Якщо ж вода розподіляється за обсягом матеріалу рівномірно, то вплив вологи буде менш істотним.
Найбільш помітне падіння електричної міцності має місце для діелектриків, що містять розчинні у воді домішки, що створюють електроліти з високою питомою провідністю.
Ще один ефект. При зволоженні діелектрика в ньому значно збільшуються діелектричні втрати в зміннім електричнім полі, що приводить до додаткового нагрівання ізоляції, але може приводити й до додаткового просушування ізоляції.
2.6.3. Вологопроникливість діелектриків.
Крім гігроскопічності, велике практичне значення має практичне значення їх здатність пропускати через себе пари води. Ця характеристика називається вологопроникливість і вона дуже важлива для оцінки якості матеріалів, застосовуваних для захисних покривів: зовнішні шланги кабелів, лакові покриття деталей). Тільки для стла, добре обпаленої кераміки й металів вологопроникливість практично дорівнює нулю.
Кількість вологи m, що проходить за час τ крізь ділянку площею S шару ізоляційного діелектрика товщиною h під дією різниці тисків P1 і P2 рівно
M = Π*(P1 - P2)*S* τ/h
Ця формула аналогічна рівнянню проходженню струму через тіло, а коефіцієнт пропорційності П у цій формулі аналогічний питомої об'ємної провідності. Цей коефіцієнт є вологопроникливістю даного матеріалу.
Відповідно до цього визначення в системі СІ вологопроникливість виміряється в [с] (секунди). Для твердих органічних діелектриків вологопроникливість має порядок значень 10-13 - 10-16 с.
Для зменшення гігроскопічності й вологопроникливості пористих і волокнистих ізоляційних матеріалів широко застосовується їхнє просочення. Необхідно розуміти, що просочення не усуває, а тільки сповільнює процеси нагромадження вологи основним діелектриком. Це пояснюється відносно великим розміром молекул просочення.
Розділ 3. Різні види діелектричних матеріалів.
3.1. Загальні характеристики й застосування газоподібних діелектриків.
У числі газоподібних діелектриків, насамперед, потрібно згадати повітря, яке мимо нашої волі входить до складу всіх електротехнічних пристроїв і виявляє свій вплив на їхню роботу.
Наприклад, у роботі ліній електропередач повітря є основним діелектриком і утворює єдину ізоляцію між оголеними проводами. Деякі елементи конструкції ЛЕП, наприклад відстань між струмонесучими проводами, можна визначити тільки знаючи діелектричні властивості газу.
Перевагами газів перед іншими видами електроізоляційних матеріалів є високий питомий електричний опір, малий тангенс кута діелектричних втрат. Найбільше ж коштовною властивістю газів є їхня здатність відновлювати електричну міцність після розряду.
Основні характеристики газів, як діелектриків, це діелектрична проникність, електропровідність, електрична міцність. Крім того, найчастіше важливі теплофізичні характеристики, у першу чергу теплопровідність. Значення діелектричної проникності газів близько до 1. Електропровідність газів звичайно не гірше 10-13 См/м, причому, як було показано в другій лекції, основним фактором зухвалим провідність у не дуже сильних полях, є іонізуюче випромінювання. Вольт-амперна характеристика має три характерні зони - омічна поведінка, насичення, експонентний ріст. Діелектричні втрати незначні і їх варто враховувати тільки в третій області. Електрична міцність у газів, порівняно з міцністю рідин і твердих діелектриків, невелика й сильно залежить як від зовнішніх умов, так і від природи газу. Звичайно пробивні характеристики різних газів зіставляють при нормальних умовах (н.у.). Ці умови - тиск 1 атм, температура 20 °С, електроди, що створюють однорідне поле, площею 1 див2, міжелектродний зазор 1 см. Повітря при н.у. має електричну міцність 3 кВ/мм.
Основні атмосферні гази, наприклад азот, мають близькі до повітря значення електричної міцності. Азот нерідко застосовується замість повітря в газових конденсаторах, оскільки він не містить кисню, хімічно більш інертний, не окиснить дотичні з ним матеріали.
Коефіцієнт до, що показує відношення електричної міцності газу до електричної міцності повітря становить для деяких газів, використовуваних у техніку: водень - до = 0.5, гелій - до = 0.2, елегаз до = 2.9, фреон-12 - до = 2.4, перфторовані вуглеводні гази до = (4-10),. Теплопровідність газів також невелика в порівнянні з теплопровідністю твердих тіл і рідин, найбільше її значення l= 0.2 Вт/(м×К) - у водню. Для найбільш популярних газів l= 0.03 Вт/(м×К)--повітря, l= 0.012 Вт/(м×К) - елегаз. Для порівняння - в алюмінію l= 200 Вт/(м×К). Існують спеціальні види синтетичних газових діелектриків, застосовуваних для ізоляції внутрішнього простору високовольтних вимикачів, газової ізоляції кабелів.
В електротехнічних пристроях знайшли широке застосування синтетичні газові діелектрики на основі фтору.
Основні газові діелектрики - це т.зв. елегаз ("електричний" газ) і фреон.
Елегаз (гексафторид сірки) має хімічну формулу SF6. Основна область застосування - газонаповнені високовольтні вимикачі.
Своя назва він одержав від скорочення "електричний газ". Унікальні властивості елегазу були відкриті в Росії, його застосування також почалося в Росії. В 30х роках відомий учений Б.М. Гохберг досліджував електричні властивості ряду газів і звернув увагу на деякі властивості шестифтористої сірки SF6. Електрична міцність при атмосферному тиску й зазорі 1 див становить Е = 8,9 кВ/мм. Характерним є дуже великий коефіцієнт теплового розширення й висока щільність. Це важливо для енергетичних установок, у яких проводиться охолодження яких-небудь частин пристрою, тому що при великому коефіцієнті теплового розширення легко утворюється конвективний потік, що несе тепло. З теплофізичних властивостей: температура плавлення = -50 °С при 2 атм, температура кипіння (сублімації) = -63°С. Низькі значення останніх параметрів означають можливість застосування елегазу при низьких температурах. З інших корисних властивостей відзначимо наступні: хімічна інертність, нетоксичність, негорючість, термостійкість ( до 800°С), вибухобезпечніть, слабке розкладання в розрядах, низька температура скраплення. Під час відсутності домішок елегаз зовсім нешкідливий для людини. Однак продукти розкладання елегазу в результаті дії розрядів (наприклад, у розряднику або вимикачі) токсичні й хімічно активні. Комплекс властивостей елегазу забезпечив досить широке використання елегазовій ізоляції. У пристроях елегаз звичайно використовується під тиском у кілька атмосфер для більшої компактності енергоустановок, тому що, як ви знаєте, електрична міцність збільшується з ростом тиску. На основі елегазової ізоляції створені й експлуатуються ряд електропристроїв, з них кабелі, конденсатори, вимикачі, компактні ЗРП (закриті розподільні пристрої). Найбільш широке застосування елегаз знайшов за рубежем, особливо в Японії. Наприклад, використання елегазу дозволяє в десятки раз зменшити розміри розподільних пристроїв, що дуже актуально при високій вартості землі для розміщення енергогосподарства. Це вигідно навіть незважаючи на високу вартість елегазу - більш 10$ за 1 кілограм. У таблиці 3.1. наведені відносини електричної міцності деяких газів Епр.г до електричної міцності повітря Епр.п, яке прийнято за одиницю, а також дані точки кипіння газів при нормальному тиску.
Табл.3.1. Характеристики повітряутворюючих газів
ГазЩільність кг/м3Температура кипіння, ocEпр.г/Епр.пАзот1.25-1961.0Гексафторид сірки (елегаз)6.70-642.3Дихлорфторметан (фреон-12)6.33 ( при -30oc)-302.4 Фреон має приблизно ту ж, що й елегаз електричну міцність, але при нормальній температурі його можна стиснути лише до 6 атм. Фреон викликає корозію деяких твердих діелектриків.
3.2. Загальні характеристики й застосування рідких діелектриків.
З електрофізичної точки зору найбільш важливими характеристиками рідин є діелектрична проникність, електропровідність і електрична міцність. Діелектрична проникність є дійсною характеристикою рідин і характеризується дипольним моментом і поляризуємістю молекул. Як приклад - у неполярного діелектрика гексана дипольний момент відсутній, поляризація має чисто електронний характер і, внаслідок цього, діелектрична проникність мала e ~ 2. Трансформаторне масло, будучи сумішшю речовин, має у своєму составі невелика кількість полярних молекул, що володіють дипольним моментом. Тому e зростає до ~ 2,2-2,4. Касторове масло має більше полярних молекул, отже більше e ~4,5. Етиловий спирт, гліцерин, вода є представниками полярних речовин, діелектрична проникність становить 24, 40, 81 відповідно. Електропровідність рідин визначається іонізацією молекул, наявністю в рідині домішок особливого сорту: іонофорів і іоногенів, виникненням електрогідродинамічних течій, як уже розглядалося в другій лекції. Крім того, у рідинах виникають т.зв. подвійні електричні шари. Подвійний електричний шар - утворення у рідині, на границі з іншими тілами (електродами, діелектриками), заряджених шарів з підвищеною електропровідністю, причому поверхню розділу і об'єм рідини набувають заряди різного знаку.
Утворення подвійних шарів актуально для технічних рідких діелектриків, наприклад для транспорту по трубах горючих діелектричних середовищ типу нафти, конденсату і т.д. Усунення подвійних шарів може бути здійснене тільки при ретельнім очищенні діелектричних рідин від, що іонізуються домішок.
Очищення діелектричних рідин може здійснюватися дистиляцією, в.т.ч. під вакуумом, частковою кристалізацією, адсорбцією, іонним обміном. При цьому, як правило, зменшується електропровідність, діелектричні втрати, зростає електрична міцність.
Основною домішкою, що дає провідність рідких діелектриків є вода, а основними домішками, що зменшують електричну міцність є мікрочастинки, мікропухирці й вода. Тому в практиці енергосистем для регенерації трансформаторного масла його фільтрують, дегазують вакуумуванням, осушують за допомогою пропущення через обсяг, заповнений адсорбентами (цеолітами, або силікагелем). Цеоліти - тверді речовини природнього або штучного походження, що володіють великою питомою поверхнею за рахунок пор молекулярних розмірів і можливістю адсорбції домішок у цих порах. Силікагель - пористий адсорбент для поглинання вологи й полярних домішок. Він має меншу вибірковість стосовно різних домішок і меншою питомою поверхнею в порівнянні із цеолітами.
Електропровідність рідин найбільше радикально ( до 6 порядків величини в порівнянні з даними з довідників) зростає після застосування нового способу очищення - електродіалізу.
Електродіаліз - спосіб видалення іонів із проміжку за рахунок пропущення постійного струму при використанні іонообмінних мембран, провідність яких здійснюється тільки одним видом іонів: у катіонообмінній носії заряду - катіони, її розташовують у катода, в аніонообмінній носії заряду - аніони, її розташовують в анода.
За рахунок різних способів очищення рідин у дослідженнях вдавалося одержати електропровідність не вище електропровідності кращих твердих діелектриків, а саме до 10-19 См/м.
Електрична міцність - також, як і електропровідність, у значній мірі є технологічною характеристикою рідкого діелектрика й електродів, способів готування й експлуатації ізоляційного проміжку. На неї впливають не тільки ті домішки, які визначають електропровідність, але й форма й матеріал електродів, тривалість імпульсу, наявність пухирців. Є трохи найбільш загальних і очевидних приймань збільшення електричної міцності: дегазація рідини, пропущення через адсорбент, пропущення через фільтр із субмікронними розмірами пор. Деякі із цих способів використовуються в енергосистемах для осушки й регенерації масла. 3.3. Використовувані й перспективні рідкі діелектрики.
3.3.1. Трансформаторне масло.
Найпоширеніший в енергетиці рідкий діелектрик - це трансформаторне масло.
Трансформаторне масло, - очищена фракція нафти, одержувана при перегонці, що кипить при температурі від 300 °С до 400 °С. Залежно від походження нафти мають різні властивості й ці відмітні властивості вихідної сировини відбиваються на властивостях масла. Воно має складний вуглеводний склад із середньою вагою молекул 220-340 а.е., і містить наступні основні компоненти.
Табл.3.2. Типовий склад нафтового трансформаторного масла.
1. Парафіни 10-15% 2. Нафтени або циклопарафіни 60-70% 3. Ароматичні вуглеводні 15-20% 4.Асфальто-Смолисті речовини 1-2 % 5. Сірчані з'єднання < 1% 6. Азотисті з'єднання < 0.8% 7. Нафтенові кислоти <0.02% 8. Антиокислювальна присадка (іонол) 0.2-0.5% Кожний з компонентів масла відіграє певну роль при експлуатації. Парафіни й циклопарафіни забезпечують низьку електропровідність і високу електричну міцність. Ароматичні вуглеводні зменшують старіння масла й збільшують стійкість до часткових розрядів в обсязі масла. Асфальто-смолисті, сірчисті, азотисті з'єднання й нафтенові кислоти є домішками й не відіграють позитивної ролі. Асфальто - смолисті з'єднання відповідальні за виникнення осаду в маслі й за його колір. Сірчисті, азотисті з'єднання й нафтенові кислоти відповідальні за процеси корозії металів у трансформаторнім маслі. Вуглеводні парафінового ряду, крім високої хімічної стійкості мають високу температуру спалаху й поруч інших позитивних якостей, але втрачають плинність (застигають) уже при кімнатній температурі й тому не допускається великого змісту парафінів. Більше того, нафти з їхнім більшим змістом (грозненська, суруханська) для готування масел не застосовуються.
Нафтенові вуглеводні менш стійкі, чому парафіни й легко окисляться. Типовою нафтеновою нафтою є доссорська нафта, з якої готується краще трансформаторне масло.
Ароматичні вуглеводні розділяються на вуглеводні симетричної будови (бензол, нафталін, антрацен) і ароматики з довгими бічними ланцюгами(толуол). Перші є одним з найбільше важко окиснюваних речовин. Ці ароматики є коштовною складовою частиною масла, тому що захищають його від окиснення. Другі досить легко з'єднуються з киснем, причому їх здатність до самоокиснення росте зі збільшенням числа й довжини бічних ланцюгів.
Першою операцією готування трансформаторного масла з нафти є фракційна перегонка під вакуумом. При перегонці нафта шляхом випару розділяється на ряд фракцій, кожна з яких містить близькі по температурі кипіння й подібні по властивостях вуглеводні. Спочатку від нафти відділяються найбільш легкі вуглеводні: бензин, лігроїн, гас; потім переганяються більш важкі фракції, так званий соляровий дистилят, з якого й готується масло. Перегонка не забезпечує однорідного состава масла, тому що в дистилят попадає цілий ряд суміжних фракцій. Крім того, у ньому є шкідливі домішки, що погіршують властивості масла, що й скорочують термін служби. Для одержання повноцінного продукту погон нафти зазнає очищенню від нафтових кислот, смол, сірки й ненасичених з'єднань. Ця операція називається рафінуванням. Дистилят протягом певного часу обробляється міцною сірчаною кислотою, яка окислить усі неграничні з'єднання й смоли й перетворює їх у нерозчинний кислий гудрон, який випадає в осад. Кислий гудрон, перебуваючи в контакті з маслом, руйнує основні вуглеводні. Тому для зменшення заподіюваного їм шкоди обробка кислотою проводиться при можливо більш низькій температурі й гудрон віддаляється з масла якомога швидше. Загальна кількість кислоти досягає 12-14% від ваги дистиляту. Для нейтралізації надлишку сірчаної кислоти, що залишився в маслі, і для видалення нафтенових кислот масло обробляється водяним розчином лугу (їдкого натру);, що утворювалися при цьому солі, мила й емульсії відділяються відстоюванням. незначна кількість, Що залишилася в маслі, солей і мил веде до його окиснення, тому після відстою масло повинне бути ретельно промите водою. Для повного видалення вологи промите масло зазнає сушінню продувкою повітря. Остаточне очищення масла проводиться обробкою його при температурі 70-80°С відбілюючою землею (адсорбент). Відбілюючі землі або глини видаляють останні залишки смол і кислот, і масло одержує свій приємний солом'яний колір.
3.3.2. Основні фізико-хімічні властивості трансформаторного масла. З основних характеристик масла відзначимо, що воно пальне, біорозкладуване, практично не токсичне, що не порушує озоновий шар. Щільність масла звичайно перебуває в діапазоні (0.84-0.89)×103 кг/м3. В'язкість є одним з найважливіших властивостей масла. З позицій високої електричної міцності бажане мати масло більш високої в'язкості. Для того, щоб добре виконувати свої додаткові функції в трансформаторах ( як охолодне середовище) і вимикачах ( як середовище, де рухаються елементи привода), масло повинне мати невисоку в'язкість, а якщо ні, то трансформатори не будуть належним чином прохолоджуватися, а вимикачі - розривати електричну дугу у встановлене для них час. Тому вибирають компромісне значення в'язкості для різних масел. Кінематична в'язкість для більшості масел при температурі 20 °С становить 28-30×10-6 м2/с.
Температурою застигання називається температура, при якій масло загущується настільки, що при нахиленні пробірки з охолодженим маслом під кутом 45° його рівень залишиться незмінним протягом 1 хв. У масляних вимикачах температура застигання має вирішальне значення. Свіже масло не повинне застигати при температурі -45°С; у південних районах країни дозволяється застосовувати масло з температурою застигання -35°С. Для експлуатаційних масел допускається ряд відступів від нормованої температури застигання залежно від того, чи перебуває масло в трансформаторі або вимикачі, працює в закритім приміщенні або ж на відкритім повітрі. Для спеціальних арктичних сортів масла температура застигання зменшується до -(60-65) °С, однак при цьому знижується й температура спалаху до 90-100°С. Температурою спалаху називається температура масла, що нагрівається в тиглі, при якім його пари утворюють із повітрям суміш, що запалюється при піднесенні до неї полум'я. Спалах відбувається настільки швидко, що масло не встигає прогрітися й загорітися. Температура спалаху трансформаторного масла не повинна бути нижче 135°С. Якщо нагріти масло вище температури спалаху, то наступає такий момент, коли при піднесенні полум'я до масла воно загоряється.
Температура, при якій масло загоряється й горить не менш 5 сек., називається температурою запалення масла.
Температура, при якій відбувається загоряння в закритому тиглі, у присутності повітря, без піднесення полум'я, називається температурою самозапалювання. Для трансформаторного масла вона становить 350-400 °С. З інших теплофізичних характеристик відзначимо порівняно невелику теплопровідність l від 0.09 до 0.14 Вт/(м×к), що зменшується залежно від температури. Теплоємність, навпаки, збільшується з ростом температури від 1.5 кДж/(кг×к) до 2.5 кДж/(кг×к). Коефіцієнт теплового розширення масла визначає вимоги до розмірів розширювального бака трансформатора й становить приблизно 6.5×10-4 1/К. Питомий опір масла нормується при температурі 90°С и напруженості поля 0.5 МВ/м, і воно не повинне перевищувати 5×1010 Ом×м для будь-яких сортів масел. Відзначимо, що питомий опір, як і в'язкість, сильно падають із ростом температури ( більш ніж на порядок при зменшенні температури на 50 °С). Діелектрична проникність масла невелика й коливається в межах 2.1-2.4. Тангенс кута діелектричних втрат визначається наявністю домішок у маслі. У чистім маслі він не повинен перевищувати 2×10-2 при температурі 90°С и робочій частоті 50 Гц. В окисненім забрудненім і зволоженім маслі tgδ зростає й може досягати більш ніж 0.2. Електрична міцність масла визначається в стандартному розряднику з напівсферичними електродами діаметром 25.4 мм і міжелектродною відстанню 2.5 мм. Пробивна напруга повинна становити не менш 70 кВ, при цьому в розряднику електрична міцність масла буде не менш 280 кВ/см.
Існує великий розрив між терміном служби трансформатора й терміном служби масла. Трансформатор може працювати без ремонту 10-15 років, а масло вже через рік вимагає очищення, а через 4-5 років - регенерації. Заходами, що дозволяють продовжити строк експлуатації масла, є: 1) захист масла від зіткнення із зовнішнім повітрям шляхом установки розширників з фільтрами, що поглинають кисень і воду, а також витиснення з масла повітря; 2) зниження перегріву масла в умовах експлуатації; 3) регулярні очищення від води й шламу; 4) застосування для зниження кислотності безперервної фільтрації масла; 5) підвищення стабільності масла шляхом уведення антиокислювачів. Антиокислювальна присадка спеціально вводиться в масло для запобігання його окиснення під дією локальних високих температур і реакцій із провідниковими й діелектричними матеріалами. Звичайно в якості присадки використовують іонол, рідше застосовуються й інші добавки. Очищення, сушіння й регенерація масла. Очищенням масла називається така операція, за допомогою якої забруднене або окиснене масло приводиться в придатний для експлуатації стан. Після гарного очищення масло повинне повністю відновити свої початкові властивості, тобто повинне бути зовсім прозоро, не повинне містити кислот, опадів, води, вугілля й інших забруднень. Причини вилучення масла з експлуатації можуть бути двох пологів. Якщо масло під час експлуатації виявилося лише забрудненим різними постійними речовинами й не перетерпіло глибоких змін, то для його відновлення досить удатися до одному з описуваних нижче методів механічного очищення.
До механічних методів очищення ставляться:
1) відстоювання;
2) центрифугування;
3) фільтрування;
4) промивання.
Усі ці методи мають на меті вилучити з масла головним чином воду, механічні забруднення, нерозчинний шлаки й вугілля. Іншою причиною вилучення масла з експлуатації служить його старіння під дією високої температури, кисню повітря, потужних часткових розрядів. Таке масло перетерплює настільки глибокі зміни, що для відновлення його властивостей необхідно застосувати один з наступних методів хімічного очищення (регенерації):
1) сірчанокислотний метод;
2) лужноземельний метод;
3) обробку адсорбентами. Очищення масла безпосередньо в трансформаторах і вимикачах може проводитися періодично або після аварії при різкім зниженні пробивної напруги, появи вугілля й інших ненормальних явищах або в результаті даних хроматографічного аналізу. Як правило, трансформатори й вимикачі в цих випадках виводяться з роботи й відключаються від мережі.
3.3.3. Конденсаторне й кабельне масла.
З родинних трансформаторному маслу по властивостях і застосуванню рідких діелектриків варто відзначити конденсаторні й кабельні масла.
Конденсаторні масла. Під цим терміном об'єднана група різних діелектриків, застосовувана для просочення паперово-масляної й паперово-плівкової ізоляції конденсаторів. Найпоширеніше конденсаторне масло за ДСТ 5775-68 роблять із трансформаторного масла шляхом більш глибокого очищення. Відрізняється від звичайних масел більшою прозорістю, меншим значенням tg (більш, ніж у десять разів). Касторове масло рослинного походження, його отримують з насіння рицини. Основна область використання - просочення паперових конденсаторів для роботи в імпульсних умовах. Щільність касторового масла 0,95-0,97 т/м3, температура застигання від -10 °С до -18 °С. Його діелектрична проникливість при 20°С складає 4,0 4,5, а при 90С - = 3,5 4,0;
Кабельні масла використовуються у виробництві силових електричних кабелів; Просочуючи паперову ізоляцію цих кабелів, вони підвищують її електричну міцність, а також сприяють відводу теплоти втрат. Кабельні масла бувають різних типів. Для просочення ізоляції силових кабелів на робочі напруги до 35 кВ у свинцевих або алюмінієвих оболонках ( кабелі із грузлим просоченням ) застосовується масло марки КМ-25 з кінематичною в'язкістю не менш 23 мм2/c при 100°С, температурою застигання не вище мінус 100С и температурою спалаху не нижче +220°С. Для збільшення в'язкості до цього масла додатково додається каніфоль або ж синтетичний загущувач.
У маслозаповнених кабелях використовуються менш грузлі масла. Так, масло марки МН-4 застосовується для маслозаповнених кабелів на напруги 110-220 кВ, у яких під час експлуатації за допомогою підживлюючих пристроїв підтримується надлишковий тиск 0,3 - 0,4 Мпа.
Для маслозаповнених кабелів високого тиску ( до 1,5 Мпа ) на напруги від 110-500 кВ, що прокладаються в сталевих трубах, застосовується особливо ретельно очищене масло марки З-200.
3.3.4. Синтетичні діелектричні рідини.
Другий тип рідких діелектриків - важкогорючі й негорючі рідини. Рідких діелектриків з такими властивостями досить багато. Найбільше поширення в енергетику й електротехніку одержали хлордіфеніли. У закордонній літературі вони називаються хлордіфенілами. Це речовини, що мають у своєму составі подвійне бензольне кільце, т.зв. ді(бі)фенільне кільце й приєднані до нього один або кілька атомів хлору. У Росії застосовуються діелектрики цієї групи у вигляді сумішей, в основному суміші пентахлордіфеніл із трихлордіфенілом. Комерційні назви деяких з них - "совол", "совтол"
Хлордіфенили є гарними діелектриками. У них підвищена діелектрична проникність ε =5-6 у порівнянні із трансформаторним маслом через полярність зв'язку електронегативного хлору з діфенільним кільцем. Тангенс кута діелектричних втрат tgδ ненабагато вище, чим у масла, електрична міцність також висока. Застосування цих діелектриків було обумовлено як цими властивостями, так і, головним чином, їх негорючістю. Тому в пожежнонебезпечних умовах (шахти, хімічні виробництва й т.п.) використовували трансформатори й інші електричні апарати, заповнені хлордіфенильними діелектриками.
Однак у всього класу цих речовин є два дуже істотні недоліки - висока токсичність і сильний вплив на озоновий шар. Хоча токсичність є очевидним недоліком, але найбільший негативний вплив на застосування хлордіфенилів виявив другий його недолік.
У Росії й деяких інших країнах найбільш перспективними для застосування вважаються силікони (сілоксани) або кремнійорганичні рідини. Це величезний клас рідин з різними електро- і теплофізичними характеристиками. Добре очищені рідини мають ε =2.5 - 3.5, tgδ <10-3, ρ >1012 Ом·м. Звичайно у цих з'єднань підвищена, у порівнянні з маслом, температура спалаху. Деякі рідини на основі модифікованих поліметилетилсилоксанів мають температуру спалаху близько 300°С. До недоліків силоксанів належить те, що досліджені кремнійорганічні рідини не можуть забезпечити пожежобезпечність і, отже, не можуть повністю замінити хлордіфеніли. Крім того, вони в кілька разів дорожче трансформаторного масла.
Дуже цікавий клас фторорганических рідин. У закордонній літературі вони називаються перфторвуглеводні. По суті, це еквівалент звичайним органічним рідинам, тільки замість атома водню скрізь перебуває атом фтору. Наприклад, є аналоги органічним сполукам, таким як пентан С5H12 - перфторпентан С5F12, гексан С6H14- перфторгексан С6F14, триетил(пропіл,бутіл)амін - перфтортриетил (пропіл,бутіл) амін і т.п.
Існує навіть перфтортрансформаторне масло. (На відміну від справжнього трансформаторного масла перфтортрансформаторне масло при нормальних умовах є твердою речовиною й використовується в якості морозостійкого змащення). Наявність фтору на місці водню означає, що речовина повністю окиснилася, адже фтор є найдужчим окиснювачем, більш сильним, чому кисень. Тому фторвулецеві рідини інертні стосовно будь-яких впливів, в.т.ч. стабільні під дією електричного поля й температури. Оскільки вони ні із чим не взаємодіють, вони не розчиняють масла, гуму, воду й т.п. Високі характеристики фторвулецевих рідин важливі для застосувань. Заміна атома H на атом F приводить до нових властивостей і новим можливостям:
- негорючість;
- висока термічна й хімічна стабільність;
- інертність стосовно металів, твердих діелектриків і гумам;
- нетоксичність, відсутність кольору й заходу;
- можливість добору рідин з різними крапками кипіння й замерзання;
- низька розчинність води й висока розчинність газів;
- відсутність розчинності будь-яких нефторованих матеріалів;
- високий коефіцієнт температурного розширення.
Проведені дослідження поведінки деяких рідин при постійній і змінній напрузі показують, що по електрофізичних параметрах: питомий опір, tg δ, електрична міцність, вони значно перевершують аналогічні показники будь-яких інших рідин, включаючи мінеральні масла. Вони нетоксичні, неокислювані, мають низьку в'язкість, у тому рахунку у низькотемпературній області. Ряд рідин мають крапку замерзання -70°С и нижче. Основна перешкода до більш широкого використання - порівняно висока ціна. Ця перешкода може бути усунуте. У цей час є заділ по розробці нової, більш дешевої технології одержання перфторвуглеводнів.
3.4. Тверді діелектрики.
3.4.1. Загальні характеристики твердих діелектриків.
Тверді діелектрики - це надзвичайно широкий клас речовин, що містить речовини з, що радикально різняться електричними, теплофізичними, механічними властивостями.
Наприклад, діелектрична проникність міняється від значення, що незначно перевищує 1, до більш ніж 50000, залежно від типу діелектриків: неполярний, полярний, сегнетоелектрик. На початку курсу приводилися визначення різних типів діелектриків. Коротенько торкнемося цих визначень стосовно до твердих діелектриків.
Неполярний діелектрик - речовина, що містить молекули з переважно ковалентним зв'язком.
Полярний діелектрик - речовина, що містить дипольні молекули або групи, або, що має іони в складі структури.
Сегнетоелектрик - речовина, що має в складі області зі спонтанною поляризацією.
Механізми поляризації в них різко різняться:
- чисто електронна поляризація в неполярних діелектриків типу поліетилена, полістиролу, при цьому діелектрична проникливість ε -невелика, не більш 3, діелектричні втрати теж малі;
- іонна поляризація в іонних кристалів типу NaСl або дипольна в полярних діелектриків типу льоду, при цьому ε може перебувати в межах від 3-4 до 100, діелектричні втрати можуть бути досить значні, особливо на частотах обертання диполів і інших резонансних частотах;
- доменна поляризація в сегнетоелектриків - при цьому ε максимальна й може досягати 10000-50000, діелектричні втрати можуть бути досить значні, особливо на резонансних частотах і в області підвищених частот.
Особливості механізмів провідності у твердих діелектриках - концентрація носіїв дуже мала, рухливість іонів у гомогенних матеріалах дуже мала, рухливість електронів у чистих матеріалах велика, у технічно чистих - мала. Механізми електропровідності різні в різних речовинах. Іонна провідність реалізується в полідисперсних діелектриків (картон, папір, гетинакс, дерево) і іонних кристалів. У першому випадку іони пересуваються по границях роздягнула, утвореним злиплими дисперсними частками.
Поява носіїв заряду сильно пов'язане з вологістю цих матеріалів і визначається, як розглядалося в гл.1 і 2 дисоціацією домішок і полярних груп основної речовини на поверхні роздягнула. У випадку іонних кристалів, у провідності беруть участь іони основної речовини, домішок, дефекти структури. Електронна провідність реалізується в титанатів барію, стронцію і т.д., електронна, діркова й іонна провідність у полімерів.
Додамо деякі терміни, специфічні для твердих діелектриків:
хімічна стійкість - здатність витримувати контакти з різними середовищами (кислота - кислотостійкість, луг - лугостійкість, озон - озоностійкість, масло - маслостійкість, вода - водостійкість);
трекінгостійкість - здатність протистояти дії дуги;
дендритостійкість - здатність протистояти утворенню дендритів.
3.4.2. Види діелектриків. Застосування твердих діелектриків в енергетиці.
Усі діелектричні матеріали можна розділити на групи, використовуючи різні принципи, наприклад, розділити на неорганічні й органічні матеріали.
Неорганічні діелектрики: скла, слюда, кераміка, неорганічні плівки (окисли, нітриди, фторидів), металлофосфати, електроізоляційний бетон. Особливості неорганічних діелектриків - негорючі, як правило, світло-, озоно- термостійкі, мають складну технологію виготовлення. Старіння на змінній напрузі практично відсутні, схильні до старіння на постійній напрузі.
Органічні діелектрики: полімери, воски, лаки, гуми, папери, лакотканини. Особливості органічних діелектриків - горючі (в основному), малостійкі до атмосферних і експлуатаційних впливів, мають (в основному) просту технологію виготовлення, як правило, більш дешеві в порівнянні з неорганічними діелектриками. Старіння на постійній напрузі практично відсутнє, на змінній напрузі старіють за рахунок часткових розрядів, дендритів і водних тріінгів.
Застосування в енергетику:
- лінійна й підстанційна ізоляція - це порцеляна, стекло й кремнійорганічна гума в підвісних ізоляторах ПЛ, порцеляна в опорних і прохідних ізоляторах, склопластики як несучі елементи, поліетилен, папір у високовольтних уведеннях, папір, полімери в силових кабелях;
- ізоляція електричних приладів - папір, гетинакс, склотекстоліт, полімери, слюдяні матеріали;
- ізоляція машин, апаратів - папір, картон, лаки, компаунди, полімери;
- конденсатори різних видів - полімерні плівки, папір, оксиди, нітриди.
Із практичної точки зору в кожному випадку вибору матеріалу електричної ізоляції слід аналізувати умови роботи й вибирати матеріал ізоляції відповідно до комплексу вимог. Для орієнтування доцільно розділити основні діелектричні матеріали на групи за умовами застосування.
1. Нагрівостійка електрична ізоляція. Це в першу чергу виробу зі слюдяних матеріалів, деякі з яких здатні працювати до температури 700 ° С. Скла й матеріали на їхній основі (склотканини, склослюдініти). Органосілікатні й металофосфатні покриття. Керамічні матеріали, зокрема нітрид бору. Композиції із кремнійорганіки з термостійким сполучним. З полімерів високу нагрівостійкість мають поліімід, фторопласт.
2. Вологостійка електрична ізоляція. Ці матеріали повинні бути гідрофобні (незмочування водою) і негігроскопічні. Яскравим представником цього класу є фторопласт. У принципі можлива гідрофобізація шляхом створення захисних покриттів. 3. Радіаційно-стійка ізоляція. Це, у першу чергу, неорганічні плівки, кераміка, склотекстоліт, слюдинітові матеріали, деякі види полімерів (полііміди, поліетилен).
4. Тропікостійка ізоляція. Матеріал повинен бути гідрофобним, щоб працювати в умовах високої вологості й температури. Крім того, він повинен бути стійким проти цвілевих грибків. Кращі матеріали: фторопласт, деякі інші полімери, гірші - папір, картон.
5. Морозостійка ізоляція. Ця вимога характерна, в основному для гум, тому що при зниженні температури всі гуми втрачають еластичність. Найбільш морозостійка кремнійорганічна гума з фенільними групами ( до -90°С).
6. Ізоляція для роботи у вакуумі (космос, вакуумні прилади). Для цих умов необхідно використовувати вакуумно-щільні матеріали. Придатні деякі, спеціально приготовлені керамічні матеріали, малопридатні полімери.
3.4.3. Полімерні матеріали.
Полімери, як правило, є гарними діелектриками. Вони мають низькі діелектричні втрати, високий питомий опір, високу електричну міцність, високу технологічність і, як правило, невисокою ціною. Крім того, на основі полімерів з дисперсними добавками різної електропровідності, теплопровідності, магнітній проникності, діелектричній проникності, твердості й т.п. можна одержувати різноманітні композиційні матеріали із широким спектром властивостей.
По технологічних ознаках полімерні матеріали діляться на 2 класу - термопласти й реактопласти.
Термопластичні матеріали при підвищенні температури розм'якшуються, легко деформуються. Характерною рисою термопластичних матеріалів є те, що їх нагрівання не викликає необоротних змін їх властивостей. Термореактивні (термозатверджуючі) матеріали (реактопласти) при нагріванні здобувають необоротні зміни, вони спікаються, здобувають значну механічну міцність і твердість.
Термопласти - це в основному лінійні полімери, а реактопласти - це полімери із сильно розвитому просторовою структурою.
Термопласти (термопластичні матеріали) - розм'якшуються при нагріванні, що дозволяє використовувати просту технологію термопресування. При цьому гранули вихідного полімеру поміщають у камеру термопласт - автомата, нагрівають до температури розм'якшення, пресують і прохолоджують. Так роблять дрібні діелектричні деталі. Для великогабаритних виробів, типу кабелів, напівтвердий розплав видавлюють через фільєру разом із внутрішнім електродом кабелю.
Найпоширенішим діелектриком цього класу є поліетилен H-(CH2)nh. Поліетилен роблять шляхом полімеризації газу етилену при підвищених тисках і температурах.
Хімічна формула етилену З2H4. Будова молекули H2C = CH2. Етилен є побічним продуктом нафтопереробки.
В основному використовуються дві технології. Історично першої була технологія одержання поліетилену при високому тиску до 250 МПа й температурі до 300 °С за допомогою ініціюючих агентів-окиснювачів. При цьому виходить т.зв. поліетилен високого тиску ПЕВД, для якого використовується й інша назва - поліетилен низкою щільності (ПЕНП).
У цей час більш поширена технологія одержання поліетилену за допомогою каталізаторів при невисокому тиску до 1 МПа, невисокій температурі до 80°С. При цьому виходить т.зв. поліетилен низького тиску ПЕНД, для якого використовується й інша назва - поліетилен високого щільності (ПЕВП). Головна відмінність отриманих продуктів з фізико-хімічної точки зору - підвищена водостійкість ПЕНД у порівнянні з ПЕВД. Інші характеристики практично однакові: питомий опір 1014-1015 Ом·м, питомий поверхневий опір1015 Ом, діелектрична проникливість 2.2-2.4, тангенс кута діелектричених втрат 10-4, електрична міцність 45-55 кВ/мм, теплопровідність 0.3-0.4 Вт/(м·К), теплоємність 2 кДж/(кг·К), щільність 920-960 кг/м3. Клас нагрівостійкості Y.
Поліетилен широко використовують у якості силової електричної ізоляції в кабелях, особливо т.зв. "зшитий" поліетилен. ( У закордонній літературі - cross-linked polyethylene). Його одержують або опроміненням високоенергетичними частками (електронами, фотонами, важкими частками), або вулканізацією. При цьому утворюється просторова сітка, подібно тому, як це реалізується в гумі. Модифікований матеріал може експлуатуватися при температурі до 200 °С, крім того, він стає більш стійким стосовно агресивних середовищ і розчинникам, механічно більш міцним, його питомий опір підвищується приблизно на два порядки.
З інших термопластичних полімерів, використовуваних в енергетику у вигляді електроізоляційних плівок відзначимо поліпропілен, полівінілхлорид, лавсан.
Інші широко застосовувані на практиці полімерні ізоляційні матеріали - полістирол, полівінілхлорид, поліметилметакрилат.
Рядом унікальних властивостей має фторопласт (політетрафторетилен) - один із представників фторорганічних полімерів.
Цей матеріал у нас називається фторлон-4 (фторопласт-4). Він хімічно інертний, не розчиняється в розчинниках, аж до температури 260 °С, абсолютно не змочується водою, не гігроскопічний.
Реактопласти (термореактивні матеріали) - при нагріванні не розм'якшуються, після досягнення деякої температури починаються руйнуватися. Виробу з них звичайно роблять різними способами. Одна з розповсюджених дешевих технологій полягає в наступному. Спочатку готовлять прес-порошки полімеру. Потім прес порошок засинають у прес-форму й пресують при певному тиску й температурі. При цьому виникає зчеплення між деформованими частками, і після охолодження матеріал готовий до використання.
Можливе проведення полімеризації з вихідних компонентів у заздалегідь підготовлених формах. Так роблять виробу з епоксидних полімерів, кремнійорганичної гуми.
Досить дешеві й технологічні реактопласти на основі фенолформальдегідних полімерів (бакеліт) і аміноформальдегідних полімерів. Першими реактопластами, отриманими близько 100 років тому, були фенолформальдегідні смоли (ФФС). Компонентами цих смол є фенол і формальдегід, реакція поліконденсації яких відбувається при нагріванні до 450 .. - 470 ДО. Вихідною сировиною для ФФС є кам'яне вугілля, що й пояснює дешевину й постояле зростання виробництва, особливо у вигляді теплоізоляційних пінопластів для будівельної промисловості. В електроніці ФФС широко застосовуються для виготовлення шаруватих пластиків, покриттів і фарб (лак на основі ФФС називається бакелітовим), деталей електроізоляційної апаратури, сепараторів акумуляторів і т.д.
Питомий опір отверділої ФФС - 1012 ... ...1013 Ом-См, tg = 0,015 при f=106 Гц, електрична міцність 10...18 кВ/мм, =10 ... -11 (50 Гц) і =6 (106 Гц). Діапазон робочих температур 210 ... 470°К. Композиції на основі ФФС і рубаного вуглецевого волокна (вуглепресволокніт) мають підвищену нагрівостійкість - короткочасно до 800°С. Широко застосовуються в радіоелектроніці гетинакс і текстоліт-шаруваті пластики на основі ФФС із паперовим і тканинними наповнювачами. Недоліки ФФС - крихкість, висока в'язкість олігомерів і висока температура затвердіння.
Епоксидні смоли - продукт поліконденсації багатоатомних з'єднань, що включають епоксігруппу кільця
Властивості епоксидних смол змінюють у широких межах, використовуючи різні добавки, які діляться на наступні групи:
* пластифікатори- органічні сполуки - олігомери, що діють як внутрішнє змащення й поліпшуючі еластичність, що й запобігають кристалізацію, відокремлюючи ланцюгу полімеру друг від друга;
* наповнювачі-у невеликих кількостях уводяться для поліпшення міцності й діелектричних властивостей, підвищення стабільності розмірів, теплостійкості;
* каталізатори - для прискорення отвердіння;
* пігменти - для фарбування.
Недоліки реактопластів: порівняно високе значення tg, незастосовність як діелектрики нвч - техніки; неповна відтворюваність технологічних властивостей олігомерів тому що число епоксігруп мінливо, а це позначається на температурі й тривалості затвердіння.
З інших полімерів-реактопластів відзначимо діелектричний матеріал з високою механічною міцністю - капролон, з більшим діапазоном робочих температур (-100° С до +250° С) - поліімиди й композити на їхній основі.
Поліімід - новий клас термостійких полімерів, ароматична природа молекул яких визначає їхню високу міцність аж до температури розкладання, хімічну стійкість, тугоплавкість. Поліімідна плівка працездатна при 473°К (200°С) протягом декількох років, при 573 °К-1000 год, при 673°К - до 6 годин. Короткочасно вона не руйнується навіть у струмені плазмового пальника.
Поліімід є слабополярним середньочастотним матеріалом, оскільки його tg =0,003. Поліімід має підвищене вологовбирання.
Поліімід випускається в різних видах:
1. Плівка товщиною 8 ... 100 мкм, у тому числі фольгована, призначена для гнучких друкованих плат, шлейфів і підкладок тонкоплівочних ГІС.
2. Лак ПАК, стійкий після висихання при 470 ... 520°К, обмежено при 573°К, короткочасно при 670°К.
3. Прес-матеріал для одержання виробів гарячим пресуванням при 590°К и тиску 100 Мпа.
4. Пінопласт (пінополіімід) із щільністю 0,8...2,5 г/см5, що застосовується в якості тепло- і електроізоляційного матеріалу для температур 90 ... 520°К
5. Склопластик на основі полііміду, стійкий до 670°К, і вуглепластик, що не втрачає механічної міцності при 550°К.
6. Ізоляційна стрічка, стійка при температурі до 500°К.
3.4.4. Папір і картон
Папери й картони - це листові або рулонні матеріали коротковолокнистої будови, що полягають в основному з деревної целюлози. Важливою перевагою цих матеріалів є те, що вони проводяться з поновлюваного сировини, а саме з деревної маси.
Для видалення домішок, що втримуються в деревині, целюлозу обробляють хімічними реагентами. Для писального паперу деревину обробляють сірчистою кислотою H2SO3, а для готування паперів для електричної ізоляції, пакувальних паперів використовують лужну обробку. Лужна целюлоза не відбілюється, зберігає жовтуватий колір, обумовлений барвниками деревини.
Лужна целюлоза дорожче сульфітної, однак у ній вихідна целюлоза зберігає більшу молекулярну масу й довжину молекул, лужний папір має більш високу механічну міцність, і більш стійка до теплового старіння. Міцність паперу сильно залежить від вологості й перезволожений, так само як і пересушений папір, мають знижену механічну міцність.
Чим вище щільність паперу, тем вище як механічна, так і електрична міцність паперу. Самі тонкі й міцні папери використовуються для виготовлення конденсаторів. Досить відзначити, що щільність конденсаторних паперів досягає 1.6 т/м3, тобто більш, ніж в 1.5 рази перевищує щільність води. При цьому електрична міцність паперу товщиною 10 мкм, просоченої трансформаторним маслом, становить до 10 КВ/мм.
Кабельний папір позначається символами ДО -кабельна, М - багатошарова, В - високовольтна, В - ущільнена й цифрами від 015 до 240, що позначає товщину паперу в мікрометрах.
Паперу марок ДО и КМ застосовуються в силових кабелях до 35кВ, КВ і КВУ 35 кВ і вище, КВМ і КВМУ - 110 кВ і вище.
У паперовій ізоляції силового кабелю слабкими місцями - вогнищами розвитку пробою є зазори між окремими стрічками паперу.
Просочувальний папір уживається для виготовлення листового гетинаксу.
Конденсаторний папір - у просоченому виді вона утворює діелектрик паперових конденсаторів. Тому що папір у конденсаторах працює в просоченому стані, то із практичної точки зору важливі формули, що дозволяють визначати електроізоляційні властивості просоченого паперу виходячи із властивостей паперу й просочувального состава. Приведемо формулу Ренне, що визначає діелектричну проникність просоченого паперу:
де ε1 - діелектрична проникність просочувальної маси; ε2 = 6,6 - діелектрична проникність целюлози; x = 1-ρ1/ ρ2 - об'ємний зміст пор у непросоченому папері, ρ1 - щільність сухого непросоченого паперу, ρ2 = 1,55 Т/М3, y - об'ємна усадка просочувальної маси при її застиганні або затвердінні. Наприклад, для випадку просочення рідким діелектриком, що повністю витісняють повітря з пор паперу, одержуємо ε = 0
Картон відрізняється від паперу більшою товщиною. Виділяють два типи картонів: повітряні (більш щільні) і масляні (більш пухкі) призначені для роботи в маслонаповнених агрегатах.
Електротехнічний картон використовується в якості діелектричних дистанціюючих прокладок, шайб, розпірок, у якості ізоляції магнітопроводів, пазової ізоляції обертових машин і т.п. Картон, як правило, використовується після просочення трансформаторним маслом. Електрична міцність просоченого картону досягає 40-50 кВ/мм. Оскільки вона вище міцності трансформаторного масла, для збільшення електричної міцності трансформаторів найчастіше влаштовують у середовищі масла спеціальні бар'єри з картону. Маслобарєрна ізоляція звичайно має міцність Е=30-40 кВ/мм. Недоліком картону є гігроскопічність, у результаті влучення вологи зменшується механічна міцність і, різко зменшується електрична міцність (в 4 і більш раз)
3.4.5. Шаруваті пластики
Широке застосування в якості конструкційних і електроізоляційних матеріалів мають шаруваті пластики - композиції, що полягають із волокнистого листового наповнювача - паперу, тканини, склотканини, просочених і склеєних між собою різними полімерними сполучними. Шаруваті пластики відрізняються від інших матеріалів тим, що застосовуваний наповнювач розташовується паралельними шарами. Така структура забезпечує високі механічні характеристики, а використання полімерних сполучних-достатній високий питомий електричний опір, електричну міцність і мале значення tgδ.
Залежно від матеріалу сполучного й наповнювача розрізняють кілька типів шаруватих пластиків: гетинакс, текстоліт, склотекстоліт.
Найбільш дешевий матеріалу діелектричних підставок - гетинакс - має високі діелектричні властивості, знаходить широке застосування в побутовій радіоапаратурі. Гетинакс виходить шляхом гарячої пресовки паперу, просоченої бакелітом. Випускається гетинакс на основі ацетильованого паперу підвищеною вологостійкістю, що володіє, і здатної замінити склотекстоліти. Його недоліком традиційно вважається підвищене вологовбирання (1,5...2,5%) через шари паперу або з відкритих їхніх торцевих зрізів, а також крізь полімерне сполучне.
Аркушевий гетинакс застосовується у вигляді щитів, панелей, ізоляційних перегородок у пристроях низької напруги. Існує спеціальна марка гетинаксу, призначена для роботи в маслозаповненої апаратурі високої напруги. Електрична міцність гетинаксу становить приблизно 20-40 кВ/мм. Шарувата структура гетинаксу приводить до помітної анізотропії властивостей матеріалу. Електрична міцність уздовж шарів наповнювача в 5-8 раз нижче, чим уздовж шарів.
Табл.3. Склад шаруватих пластиків
Найменування шаруватого пластикуНаповнювачСполучнеГетинаксПросочувальний папір товщиною 0,1 ммФенолформальдегідна смола (ФФС)ТекстолітБавовняна й синтетична тканини (саржа, бязь, шифон, бельтинг, лавсан)ФФССклотекстолітСклотканини з беслужного алюмоборосілікатного склаСполучена, епоксидна й ФФС- сполучена епоксикремнійорганична смола Текстоліт має більш високу міцність при стиску й ударною в'язкістю й тому використовується також у якості конструкційного матеріалу, і його випускають не тільки у вигляді аркушів, але й плит товщиною до 50 мм.
Склотекстоліти завдяки коштовним властивостям наповнювача мають найбільш високу механічну міцність, теплостійкість і мінімальним вологовбиранням. Вони мають кращу стабільність розмірів, а електричні властивості залишаються високими й у вологім середовищі. Внаслідок незвичайної твердості поверхні склотекстоліти зносостійкі.
Випускається кілька десятків марок склотекстолітів, призначених для різних цілей, у тому числі підвищеної нагрівостійкості, тропікостійкості, гальваностійкості, вогнестійкості, з металевою сіткою. Звичайні марки фольгованого склотекстоліту облицьовані мідною фольгою товщиною 35...50 мкм, для напіваддитивної технології випускається теплостійка модифікація з фольгою товщиною 5 мкм. Для тієї ж технології можна застосовувати листовий нефольгований склотекстоліт з адгезіийним шаром, що володіють необмеженою життєстійкістю.
Для виготовлення ПП по адитивній технології потрібні діелектрики з металевими включеннями, що утворюють центри кристалізації при хімічному обмідненні. Для цієї мети випускається шаруватий пластик-діелектрик, що містить мілкодисперсні частки металів - Ag або V.
Якість друкованих плат характеризується наступними властивостями.
1. Міцність є одним з основних властивостей, оскільки друковані плати виконують роль не тільки діелектричної підстави, але й несучої конструкції. Часто потрібно вібростійкість, якої, особливо при більших розмірах плат, склотекстоліт не має. Слід мати у виді, що питома міцність при товщині, більшої, ніж 1,5 мм, починає знижуватися, тому що утрудняється видалення летучих речовин при отвердінній позначається градієнт температури, який, як і у випадку скла, проявляється у вигляді мікротріщин на поверхні. Це служить ще одним прикладом розмірного ефекту міцності.
2. Нагрівостійкість фольгованих шаруватих пластиків визначається по відсутності здуттів, розшаровування й відклеювання фольги, що виникають при пайку. Критерієм є час, у секундах, протягом якого руйнування не спостерігаються при нагріванні до 533 ДО (260 °С). Мінімальна нагрівостійкість - 5 з, у кращих марок-20 с.
3. Стабільність розмірів - зміна довжини при зміні температур у процесі пайки, коли вся плата перегрівається приблизно до 393 ДО (120°С); ТКЛР склотекстоліту при товщині 1,5 мм становить 8-10-6 ДО-1, тобто відрізняється від ТКЛР міді більш ніж в 2 рази, тому при більших розмірах плат можливий обрив або відшарування фольги. Крім того, при Т~370°К в епоксидних смолах спостерігається фазовий перехід, вище якого різко зростає ТКЛР у напрямку товщини шаруватого пластику, що приводить до обриву металізації отворів. Нестабільність розмірів проявляється також у вигляді неплощинності - прогину, жолоблення, скручування, які виникають внаслідок механічних напруг.
4. Електрична міцність склотекстоліту анізотропна: у поздовжньому напрямку вона в кілька раз вище, чим у напрямку товщини. Причина цьому - анізотропія самого матеріалу й наявність мікротріщин, що зменшують ефективну товщину, але не довжину й ширину. Зі збільшенням товщини електрична міцність падає. Так, для плат товщиною 0.5 і 10 мм значення електричної міцності відповідно 30 і 10 кВ/мм.
Недоліки фольгованих склотекстолітів є наслідком їх неоднорідної структури й особливостей використовуваних матеріалів. Це-Жолоблення, нестабільність розмірів, розтріскування, відшаровування, займистість. Нарешті, склотекстоліт через високий tgδ непридатний для нвч-Техніки.
3.4.6. Лакотканини
Лакотканиною називається гнучкий електроізоляційний матеріал, що представляє собою тканина, просочену електроізоляційним лаком. Тканина забезпечує значну механічну міцність, а лакова плівка - електричну міцність матеріалу. Лакотканина застосовується для ізоляції в електричних машинах, апаратах, кабельних виробах. Як основу найчастіше застосовують бавовняні, рідше шовкові тканини. Шовкові лакотканини дорожче, але тонше й мають більш високу електричну міцність. Лакотканини відносяться до ізоляції класу А. Останнім часом широко застосовуються й штучні тканини.
По роду лаку, що просочує, лакотканини підрозділяються на світлі(жовті) на масляних лаках і чорні - на масляно-бітумних лаках. Світлі лакотканини відносно стійкі до дії органічних розчинників, мають високу схильність до теплового старіння. Їхня електрична міцність становить від 35-50 кВ/мм (хб) до 55-90 кВ/мм (шовк). Чорні лакотканини мають кращі електроізоляційні властивості, їх електрична міцність становить 55-60 кВ/мм. Гігроскопічність чорних лакотканин значно нижче, чим світлих.
До лакотканин слід також віднести електроізоляційні трубки, застосовувані для ізоляції й захисту вивідних кінців в електричних машинах і апаратах.
Розділ 4. Провідникові матеріали.
Залежно від щільності струму в проводах втрати можуть сильно різнитися. Ясно, що при пропущенні певної потужності по лінії електропередач, наприклад для трифазної лінії Р = 3UaI, чим більше напруга мережі, тим більше потужність при тому ж значенні струму. Оскільки втрати визначаються струмом, а передана потужність добутком струму на напругу, то вигідніше переходити на більш високі класи напруги. Тому переходять на усе більш високі напруги, щоб відносно менша частка енергії губилася в проводах. Однак, як буде розказано в лекції по діелектричних характеристиках повітря, неможливо нескінченно підвищувати напруга.
Ясно також, що чим більше струм, тим більше потужність, причому залежність лінійна. Однак з ростом струму втрати енергії ростуть квадратично, тобто набагато сильніше, чим ріст переданої потужності. Збільшення площі перетину проведення послабляє проблему, але, з іншого боку, відбувається збільшення вартості будівництва лінії електропередач, тому що вартість кольорового металу проводів значна. Крім того, збільшення ваги проводів тягне збільшення маси опор, ускладнення монтажу й т.п. У результаті компромісу між збільшенням втрат і збільшенням вартості будівництва домовилися розраховувати проведення лінії на певну компромісну щільність струму, т.зв. економічну щільність струму. Згідно із Правилами пристрою електроустановок (ПУЕ), для міді вона становить 2,5 А/мм2 у випадку відкритих проводів при експлуатації 1000-3000 годин у рік, і знижується до 1.8 А/мм2 при експлуатації понад 5000 години в рік. Для алюмінію всі цифри приблизно у два рази нижче. Для кабелів усе визначається умовами тепловідводу через ізоляцію й оболонку кабелів, у ПУЕ припустима щільність струму нормується для кожного виду кабелів окремо, як правило, припустима щільність струму ще нижче.
4.1. Матеріали для проводів. Мідь, алюміній.
Основною характеристикою провідника є його питомий опір.
Природно, чому воно нижче, тем кращим провідником є той або інший матеріал. Із провідникових матеріалів з високої тепло- і електро- провідністю самим чудовим матеріалом для проводів було б срібло. Його питомий опір при кімнатній температурі становить приблизно 1.4×10-8 Ом×м, теплопровідність 418 Вт/(м×к). Однак цей матеріал занадто дорогий і рідкий, тому срібло використовують тільки для відповідальних контактів, тому що воно не тільки ідеальний провідник, але й не окислюється в процесі роботи, виходить, не погіршуються властивості контакту згодом. Відзначимо, що інші, більш звичні провідники, такі як мідь або алюміній окислюються киснем повітря, перетворюючись у непровідні окисли, погіршуючи або навіть запобігаючи омічний контакт. Для проводів саме їх і використовують, тому що по електропровідності їх можна поставити на 2-е й 3-е місце після срібла.
Властивості міді. Мідь - м'який матеріал червонуватого відтінку.
Щільність при 20 °С 8.89 т/м3
Питомий опір при 20 °С 1.7 10-8 Ом×м.
Температурний коефіцієнт опору 4.3 10-3 1/ ДО
Застосування міді в енергетику досить широко - різні провідники, кабелі, шнури, шини, плавкі вставки, обмотки трансформаторів і котушок.
Властивості алюмінію. Алюміній - м'який матеріал ясно-сірого кольору.
Щільність при 20 °С 2.7 т/м3
Питомий опір при 20 °С 2.8 10-8 Ом×м
Температурний коефіцієнт опору 4 10-3 1/ ДО
Зіставлення цих матеріалів по найбільш важливих для практики параметрах показує, що вони сильно відрізняються по щільності, теплоємності, міцності при розтяганні. Цікаво, що добуток теплоємності на щільність - мало відрізняється в цих матеріалів (~30%) Той факт, що в алюмінію мала механічна міцність змушує армувати алюмінієві проведення сталевими сердечниками. При цьому струм протікає по алюмінію (у сталі питомий опір зразковий в 5-10 разів вище, чим в алюмінію), а механічну міцність забезпечує сталь. Для виготовлення проводів використовують алюміній, мідь, бронзу, а також комбінації цих елементів зі сталлю. При перетині до 10-15 мм2 звичайно використовують однодротові проведення, при більшому перетині - багато дротові, скручені проведення. Найбільш популярні проведення для ВЛ - сталеалюмінієві марки АС, наприклад АС 95/16 означає, що в поперечному перерізі 95 мм2 алюмінію й 16 мм2 стали.
4.2. Матеріали для контактів.
Провідники в місці контакту відрізняються від провідників в обсязі проводів декількома обставинами їх функціонування.
В - перших, неможливо зробити площа контакту такий же або більшої, ніж площа перетину проводів. Тому щільність струму й енерговиділення завжди вище в області контакту. По-друге, у місці контакту виникають мікропробої, а іноді й макропробої, що переходять у дугу (розмикання контактів вимикача) з локальним високим енерговиділенням, що приводить до деформації матеріалу в області контакту, локальному розплавлюванню й т.п. У третіх, у контакті виникає тертя при русі однієї частини контакту про іншу. У четвертих, контактні поверхні в розімкнутому стані не повинні взаємодіяти з навколишнім середовищем. Тому матеріали для контактів повинні мати особливі властивості. Вони повинні бути стійкими проти корозії, стійкими проти електричної ерозії й віднесення матеріалу, не зварюватися, мати високу зносостійкість на стирання, легко оброблятися, притиратися друг до друга, мати високу тепло й електропровідність, мати невисоку вартість.
Ідеальних матеріалів для контактів немає.
Для слабкострумових контактів звичайно використовують шляхетні або тугоплавкі метали: срібло, платину, палладій, золото, вольфрам і сплави на основі цих металів.
Срібло - недоліком срібла є утвір непровідних сірих плівок сульфіду срібла в результаті взаємодії з вологим сірководнем. Іншим недоліком є зварювання контактів через малу температуру плавлення срібла 960 ºС. Для поліпшення властивостей у срібло додають кадмій, мідь, золото, палладій або кремній.
Золото, саме по собі, рідко використовується через його м'якість, хоча воно абсолютно не окислиться. У місці контакту через м'якість металу легко утворюється ерозія, голки з металу, віднесення матеріалу. Для поліпшення властивостей у золото додають срібло ( до 50%), нікель і цирконій, платину. У результаті можна одержати неокислювані, тверді контакти зі слабкою ерозією.
Вольфрам є одним з розповсюджених контактних матеріалів. Він краще всіх протистоїть дуговим розрядам, практично не зварюється, ( завдяки високій температурі плавлення), не зношується ( завдяки високій твердості). Однак вольфрам не стійок проти корозії й окиснення, найкраще працює у вакуумі, в атмосфері водню або азоту. Крім того, для контактів з малим натисканням вольфрам не застосуємо.
Для потужнострумових контактів чисті метали не застосовні. Для них використовують т.зв. псевдосплави, одержувані методами порошкової металургії. Псевдосплав - спечена суміш двох порошків, один з яких є більш тугоплавким. При цьому більш легкоплавкий компонент може розплавитися в процесі роботи, але наявність каркаса з тугоплавкого компонента втримує рідину за рахунок капілярних сил. Легкоплавкий компонент звичайно є більш тепло- і електропровідної. Використовують наступні псевдосплави:
срібло-окис кадмію, срібло-графить, срібло-нікель, срібло-вольфрам, мідь-графить, мідь-вольфрам.
Матеріали з малим температурним коефіцієнтом опору.
Вертаючись до температурного коефіцієнта для провідникових резистивних матеріалів, слід згадати про існування матеріалів із практично нульовим температурним коефіцієнтом опору. Це манганін, матеріал для точних прецизійних резисторів, і константан. У самій назві константану закладена інформація про сталість опору. Состав манганіну - марганець 11.5-13.5%, нікель - 2.5-3.5%, решта - мідь. Состав константану - нікель - 40%, марганець 1-2%, решта - мідь.
4.3. Металеві резистивні матеріали
З металевих матеріалів для резисторів найбільше поширення одержали матеріали на основі нікелю, хрому й заліза, т.н ніхроми, і родинні їм матеріали на основі заліза, хрому й алюмінію, т.зв. фехралі. У позначенні марки буква Х означає хром, буква Н-Нікель, буква Ю - алюміній. Цифра після кожної букви - процентний вміст цього елемента (масові відсотки). Залізо звичайне становить основу, його не позначають, а його зміст становить решта, тобто скільки потрібно, щоб доповнити до 100 %. Застосування цих сплавів для нагрівачів і резисторів обумовлено двома головними обставинами. У перших, їх питомий опір зразковий в 40-60 раз перевищує питомий опір провідників - алюмінію й міді. Це пов'язане з порушенням структури матеріалу в сплаві декількох металів. У других, на поверхні цих матеріалів утворюється міцна, хімічно стійка плівка з окислів, що забезпечує високу жаростійкість матеріалів. Температурний коефіцієнт питомого опору ніхромів позитивний, тобто з ростом температури питомий опір збільшується. Це означає, що при використанні ніхрому як нагрівача потужність нагрівача в міру роботи, і, відповідно прогрівання самого резистивного матеріалу, буде зменшуватися. Важливо також, що температурні коефіцієнти розширення в плівки оксиду й у металу близькі, тому плівка не відшаровується при включенні - вимиканні нагрівачів. Розглянемо конкретний приклад використання ніхрому для створення, наприклад, електронагрівника потужністю P = 1 кВт, на напругу U = 220 В. Скористаємося відомим вираженням P = U2/R, звідси R = U2/P. Використовуючи формулу для перерахування R = l S, де - питомий опір, l - довжина провідника, S - площа перетину одержимо l / S =U2/(P). Оберемо сплав Х20Н80. У нього питомий опір = 1 мкОмм. Тоді l/s = 2202106/103 = 4.8107 1/м. Якщо обрати діаметр проводу 1 мм, площа складе 10-6/4 м2, а необхідна довжина приблизно 40 м. Ясно, що це занадто значна величина, тому можна обрати провод з ніхрому меншого діаметра, наприклад 0.5 мм. Для нього довжина нагрівача складе 10 м. Якщо звити в спіраль діаметром 10 мм, кількість витків складе 300, довжина спіралі при кроці 1 мм буде приблизно 30 см. Ясно, що з такої спіралі можна виконати побутовий нагрівач. Таким чином, ми з вами навчилися розраховувати нагрівач у першім наближенні. Насправді при розрахунках ще слід урахувати, що за рахунок температурного коефіцієнта при нагріванні опір збільшиться й, отже потужність поменшується. Виходить, насправді потрібно обрати провідник трохи меншої довжини. Точний розрахунки досить складний, обмежимося оцінкою. Температурний коефіцієнт питомого опору для ніхромів становить приблизно 210-4 1/К. Це означає, що при нагріванні на 100 °К опір зміниться (збільшиться) на 2 %. У дротових нагрівачах резистивний матеріал нагрівається до 600-700 С. Це приводить до росту опору на 10-15%. 4.4. Принципи надпровідності.
Протікання струму в провідниках завжди пов'язане із втратами енергії, тобто з переходом енергії з електричного виду в тепловий вид. Цей перехід необоротний. Насправді, - і цей факт дивний, існує ряд провідників, у яких, при виконанні деяких умов, втрат енергії при протіканні струму немає!
Надпровідність, як і надплинність, були виявлені в експериментах при наднизьких температурах, поблизу абсолютного нуля температур. У міру наближення до абсолютного нуля коливання ґрати завмирають. Опір протіканню струму зменшується навіть згідно із класичною теорією, але до нуля при деякій критичній температурі Тс, воно зменшується тільки згідно із квантовими законами.
Однак ці явища характерні тільки для слабких магнітних полів. Виявляється, сильне магнітне поле може проникати в матеріал, більше того, воно руйнує саме надпровідність! Уводять поняття критичного поля Вс, яке руйнує надпровідник. Воно залежить від температури: максимально при температурі, близької до нуля, зникає при перехід до критичної температури Тс. Для чого нам важливо знати напруженість, (або індукцію) при якій зникає надпровідність? Справа в тому, що при протіканні струму по надпровідникові фізично створюється магнітне поле навколо провідника, яке повинне діяти на провідник. Чим більше струм, тим більше поле. Таким чином, при деякій індукції (або напруженості) надпровідність пропадає, а отже, через провідник можна пропустити тільки струм, менше того, який створює критичну індукцію. У такий спосіб для надпровідного матеріалу ми маємо два параметри: критична індукція магнітного поля Вс і критична температура Тс.
Температурну шкалу в криогенній області умовно ділять на кілька областей по температурах кипіння зріджених газів: гелієва (нижче 4.2°К), воднева 20.5°К, азотна 77°К, киснева 90°К, аміак (-33 С). Якби вдалося знайти матеріал, у якого температура кипіння була б поблизу або вище водневої - витрат на підтримку кабелю в робочому стані було б вдесятеро менше ніж для гелієвих температур. При перехід до азотних температур був би виграш ще на кілька порядків величини. Тому надпровідні матеріали, що працюють при гелієвих температурах, хоча були відкриті більш 80 років тому, дотепер не знайшли застосування в енергетиці.
Список рекомендованої літератури.
1. Богородицкий Н.П. и др. Електротехнические материалы: Учебник для електротехн. и энерг. спец. вузов / Н.П.Богородицкий, В.В.Пасынков, Б.М.Тареев. - 7-е изд., перераб. и доп. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1985. - 304 с 2. Справочник по електротехническим материалам: в 3-х т. / Под ред. Ю.В. Корицкого и др. - 3-е изд., перераб. - М.: Энергоатомиздат, Том 1. - 1986. - 368 с., Том 2. - 1987. - 464 с
3. Колесов С.Н, Колесов И.С. Електротехнические и конструкционные материлы. - Киев: Транспорт, 2003. 384 с.
4. Колесов С.Н. Материаловедение и технология конструкционных материалов: Учебник для вузов / С.Н. Колесов, И.С. Колесов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 2007. - 535 с: ил. ISBN 978-5-06-005817-8
5. Тареев Б.М. Физика диелектрических материалов.-М.:Энергия, 1982.-320 с.
6. Борисова М.Э., Койков С.Н. Физика диелектриков. - Л.: Ленинград. ун-тет, 1979. 240 с.
7. Липштейн Р.А., Шахнович М.И. Трансформаторное масло.-3-е изд.-М.: Энергоатомиздат, 1983.-296 с. Конспект лекцій з дисципліни: "Електротехнічні матеріали" для студентів з напрямку підготовки 6.050701 "Електротехніка та електротехнології" денної та заочної форми навчання.
Укладачі : Титюк Валерій Костянтинович, Пархоменко Роман Олександрович.
Реєстраційний № ______________
Підписано до друку _______________2010 р.
Формат А5
Обсяг 33 стор.
Тираж ______ прим.
Видавничий центр КТУ, вул. XXII партз'їзду, 11, м. Кривий Ріг
2
Автор
iutin.yan
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
3 210
Размер файла
428 Кб
Теги
лекция, электроматериалознавству, курс
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа