Zgryźliwość kojarzy mi się z radością, która źle skończyła.
Parametry charakteryzujące dielektryk.
[wikipedia i google]
Parametr
Jak mierzyć?
Jednostka, wzór
stała dielektryczna
Określamy impedancję kondensatora wypełnionego dielektrykiem. Można do tego wykorzystać metodę mostkową (np. mostek Scheringa).
Gdzie: Zac*Zdb=Zad*Zcb
Najistotniejszymi parametrami technicznymi charakteryzującymi izolatory elektryczne są:
· przenikalność elektryczna
· napięcie przebicia – zwane czasem wytrzymałością elektryczną
· prąd upływu
· współczynnik strat dielektrycznych
· stała dielektryczna
· przewodnictwo właściwe
· właściwości temperaturowe
· właściwości mechaniczne
Materiały z wykładu twn
[ z pliku twn01.pdf]
Naprężenie dielektryczne- natężenie pola elektrycznego lub gradient potencjału w dowolnym punkcie dielektryka, spowodowany przyłożonym napięciem
Naprężenie krytyczne- naprężenie, przy którym dielektryk traci własności izolacyjne w dowolnym punkcie
Napięcie początkowe wyładowań- napięcie, przy którym osiągnięte zostało naprężenie krytyczne
Napięcie przebicia (przeskoku)- napięcie, przy którym dielektryk (gaz) traci własności izolacyjne na całej drodze między elektrodami
Napięcie wytrzymywane- najwyższa wartość napięcia, która jeszcze nie powoduje przebicia dielektryka
Wytrzymałość dielektryczna- wartość natężenia pola elektrycznego, przy którym następuje przebicie dielektryka
Napięcie przebicia- napięcie, przy którym następuje przebicie układu: utożsamiane jest pod względem wartości z najwyższym napięciem wytrzymywanym
Napięcie probiercze- napięcie przykładane do układu w czasie prób wytrzymałości dielektrycznej
[twn02.pdf]
Wytrzymałość dielektryczna (powietrza) przy napięciu przemiennym
Ze względu na powolność zmian napięcia przemiennego (50 Hz) w stosunku do prędkości tworzenia się lawin i kanałów plazmowych, wyładowania występują przy największej chwilowej wartości przyłożonego napięcia tj. wartości szczytowej sinusoidy. W układzie płaskim osiągnięcie w którymkolwiek miejscu przestrzeni wartości krytycznej natężenia pola Eo prowadzi do przebicia układu. Napięcie przebicia (przeskoku) Up jest równoznaczne z napięciem początkowym Uo
Up = Uo
Wartości krytyczne naprężeń Eo dla powietrza w układzie płaskim przy napięciu o częstotliwości 50Hz w warunkach atmosferycznych normalnych tzn. T = 293 K i p = 1013hPa w zależności od odstępu elektrod a przedstawiono na wykresie.
W warunkach praktycznych ciśnienia i temperatury powietrza, zbliżonych do normalnych, przy napięciach i odległościach izolacyjnych stosowanych w praktyce wykorzystywana jest prawa część krzywej Paschena. Dla danej odległości a napięcie początkowe w dowolnych warunkach temperatury i ciśnienia Uo = Uon d gdzie Uon jest napięciem początkowym w warunkach normalnych. W układzie ostrzowym osiągnięcie napięcia Uo nie jest równoznaczne z przebiciem gazu, gdyż napięcie przeskoku
Up > Uo
Po osiągnięciu napięcia Uo na ostrzach pojawiają się świetlenia, przy czym wartość Uo w dość szerokim zakresie nie zależy od odstępu elektrod, gdyż o największym natężeniu pola decyduje głównie ich krzywizna. Dalsze podnoszenie napięcia pomiędzy elektrodami prowadzi do snopienia, a następnie do przeskoku przy wartości napięcia Up, którego wartość zależy od gęstości powietrza, podobnie, jak Uo. Na rysunku przedstawiono typowy przebieg zależności Uo i Up przy zmianach odległości ostrzy a przy stałej gęstości powietrza. Wartości napięć Uo i Up są wyższe w przypadku układu ostrzy symetrycznych względem ziemi. Gdy jedno ostrze jest uziemione udział pola w stosunku do ziemi podwyższa naprężenia.
W praktyce interesujący jest zakres odległości a ³ 8 cm. Wówczas napięcie przeskoku Upn w warunkach normalnych (w kV) można obliczać szacunkowo ze wzorów
U ( a) pn = 14 + 3,16 2 dla układu niesymetrycznego
U ( a) pn = 14 + 3,36 2 dla układu symetrycznego
gdzie a - odległość elektrod
Ze względu na to, że przeskok w układach o polach niejednorodnych poprzedzany jest wyładowaniami niezupełnymi, napięcie Up uzależnione jest od wilgotności powietrza. Para wodna tworzy z elektronami ciężkie jony ujemne, co utrudnia tworzenie się lawin i podwyższa napięcie przeskoku.
W układach kulowych ekscentrycznych postacie wyładowań zależą od stosunku odstępu kul a do promienia r. Przy małych wartościach a/r, tj. gdy kule są duŻe i blisko siebie, rozkład pola pomiędzy kulami jest prawie jednorodny. Przy większych wartościach tego stosunku, tj. gdy kule są małe i daleko od siebie, w układzie powstaje niejednorodne pole i przy podnoszeniu napięcia między elektrodami pojawiają się świetlenia, snopienia, a następnie przeskok. Układ kulowy jest układem o zachowaniu pośrednim pomiędzy zachowaniem się układu płaskiego i ostrzowego.
W układach kulowych ekscentrycznych, w których Up = Uo, przeskok wykorzystuje się w praktyce do wyznaczania wartości napięcia na podstawie odczytu odległości kul, gdy znana jest charakterystyka Up = f (a) układu. W tym celu stosuje się iskierniki pomiarowe. Celem uzyskania zadawalającej dokładności i powtarzalności charakterystyki Up = f (a) buduje się iskierniki, dla których stosunek a/r zawarty jest w granicach 0,05 < a/r < 1
Wytrzymałość dielektryczna powietrza przy napięciu stałym
Wpływ biegunowości napięcia na napięcie przeskoku nie jest widoczny w układach symetrycznych o jednakowych elektrodach nawet przy polach niejednorodnych. Wystę...