Зависимость диэлектрической проницаемости различных типов твердых диэлектриков от температуры и частоты

Сегнетоэлектрики относятся к активным диэлектрикам, состоянием которых можно управлять электрическим полем.

 

2 Важнейшие виды  лакотканей. Классы нагревостойкости лакотканей.

 

Лакоткань – это гибкий эластичный материал, представляющий собой ткань, пропитанную лаком. По виду применения ткани различаются: черные и светлые хлопчатобумажные лакоткани, светлые шелковые лакоткани, светлые и черные стеклоткани, кремнийорганические лакоткани.

Черная хлопчатобумажная лакоткань отличается более высокими электроизоляционными свойствами и повышенной влагостойкостью.

Шелковые лакоткани отличаются от хлопчатобумажных меньшей толщиной (до 0,004 мм) и применяются в тех случаях, когда при малой толщине необходима повышенная электрическая плотность.

Кремнийорганические лакоткани характеризуются малой зависимостью электроизоляционных свойств от температуры и влаги и могут долго работать при температуре до  , в то время как для хлопчатобумажных лакотканей допускается температура не выше  , а для стеклотканей не выше  .

Массовое применение для изоляции электрических машин, аппаратов, кабельных и других изделий получили следующие лакоткани: 
хлопчатобумажные, марок ЛХМ, ЛХМС, обладают относительно повышенной стойкостью к действию органических растворителей, но, как и все хлопчатобумажные ткани, имеют относительно высокую толщину;

шелковые — МШМ, ЛШМС, значительно тоньше по сравнению с хлопчатобумажными, что позволяет уменьшить габариты изделия, обладают высокими электрическими характеристиками, но значительно дороже; 
капроновые — ЛКМ, ЛКМС — лакоткани повышенной гибкости, но с более значительной усадкой при нагреве;

стеклолакоткани марок ЛСМ, ЛСБ (С—на основе стеклоткани, Б — пропитаны битумно-масляно-алкидными лаками) обладают характеристиками, соответствующими материалам пропитки.

Ткани марок ЛСП, ЛСК (пропитанные, соответственно, полиэфирно-эпоксидными и кремнийорганическими лаками). Первые имеют повышенную электрическую прочность, устойчивы к органическим растворителям, класс нагревостойкости F. Вторые — устойчивы к влажной среде, обладают стабильными электрическими характеристиками при изменении температуры, класс Н, но лаковая пленка неустойчива к органическим растворителям.

Стеклолакоткани марок ЛСЛ, ЛСЭ, ЛСКР — резиностеклолакоткани (соответственно латексная, эскапоновая, кремнийорганическая, резиновая) имеют повышенную эластичность, но латексная и эскапоновая лакоткани обладают склонностью к ускоренному старению и имеют пониженную водостойкость, класс нагревостойкости Е. Класс нагревостойкости стеклолакотканей зависит от пропитывающего состава и колеблется от А до Н.

Особую группу составляют липкие и самосклеивающиеся стеклолакоткани и резиностеклолакоткани (ЛСЭПЛ, ЛСКЛ, ЛСТР и др.). Они с одной или с двух сторон покрыты липким слоем, способным к самосклеиванию. Эти материалы в электрооборудовании нередко используются вместо слюдяных изделий (микалент).

 

 

 

 

 

 

Классы нагревостойкости

Нагревостойкость — одно из самых важных качеств электроизоляционных материалов, так как она определяет допустимую нагрузку электрических машин и аппаратов. При повышении температуры многие из этих материалов начинают обугливаться и становятся проводниками. Все материалы от длительного воздействия повышенных температур задолго до обугливания приобретают хрупкость, легко разрушаются и теряют свои изолирующие свойства. Этот процесс называется тепловым старением. Способность электроизоляционных материалов выдержать без вреда для них воздействие повышенной температуры, а также резкие смены температуры называется нагревостойкостью.

Нагревостойкость изоляции является основным требованием, определяющим надежность работы и срок службы электрической машины, который нормально составляет 15—20 лет. Электроизоляционные материалы по нагревостойкости делят на семь классов:

Ниже перечислены материалы, относящиеся к каждому из этих классов: класс Y — текстильные и бумажные материалы, изготовленные из хлопка, натурального шелка, целлюлозы и полиамидов (ленты, бумага, картон, фибра), древесина и пластмассы с органическими наполнителями;

класс А — материалы класса Y, пропитанные изоляционным составом или погруженные в жидкие диэлектрики (натуральные смолы, масляные, асфальтовые, эфирцеллюлозные лаки, трансформаторное масло, термопластичные компаунды); лакоткани, изоляционные ленты, лакобумаги, электрокартон, гетинакс, текстолит, пропитанное дерево, древесные слоистые пластики, некоторые синтетические пленки, изоляция проводов (ПБД, ПЭВЛО, ПЭЛШО и др.) из хлопчатобумажной ткани, шелка и лавсана, эмалевая изоляция проводов (ПЭЛ ПЭМ ПЭЛР и ПЭВД и др.);

класс Е — синтетические пленки и волокна, некоторые лакоткани на основе синтетических лаков, термореактивные синтетические смолы и компаунды (эпоксидные, полиэфирные, полиуретановые, изоляция проводов типов ПЛД, ПЭПЛО из лавсана, эмалевая изоляция проводов типов ПЭВТЛ, ПЭТВ и др. на основе полиуретановых и полиамидных смол);

класс В — материалы на основе слюды (миканиты, микаленты, слюдиниты, слю-допласты), стекловолокна (стеклоткани, стеклолакоткани), асбестовых волокон (пряжа, бумага, ткани) с бумажной, тканевой или органической подложкой; пленкостеклопласт «Изофлекс»; пластмассы с неорганическим наполнителем; слоистые пластики на основе стекловолокнистых и асбестовых материалов; термореактивные синтетические компаунды; эмалевая изоляция проводов типов ПЭТВ, ПЭТВП и др. на основе полиэфирных лаков и термопластических смол. Пропитывающими составами служат битумно-масляно-смоляные лаки на основе природных и синтетических смол;

класс F — материалы, указанные в классе В, из слюды, стекловолокна, асбеста, но без подложки или с неорганической подложкой; пленкостеклопласт «Имидофлекс», стекловолокнистая и асбестовая изоляция проводов типов ПСД, ПСДТ, а также эмалевая изоляция проводов типов ПЭТ-155, ПЭТП-155 на основе капрона. Пропитывающими составами служат термостойкие синтетические лаки и смолы;

класс Н — указанные в классе В материалы из слюды, стекловолокна и асбеста без подложки или с неорганической подложкой, кремнийорганические эластомеры, стекловолокнистая и асбестовая изоляция проводов типов ПСДК, ПСДКТ, эмалевая изоляция проводов типов ПЭТ-200, ПЭТП-200 и др. на основе кремнийорганических лаков; пропитывающими составами служат кремнийорганические лаки и смолы;

класс С — слюда, стекло, стекловолокнистые материалы, электротехническая керамика, кварц, шифер, асбестоцемент, материалы из слюды без подложки или со стекловолокнистой подложкой, полиимидные и полифторэтиленовые пленки. Связующим составом служат кремнийорганические и элементоорганические лаки и смолы. 

 

 

 

 

 

3 Сравнение свойств алюминия со свойствами меди

 

Удельное сопротивление алюминия в 1,6 раза больше удельного сопротивления меди, но алюминий в 3,5 раза легче меди. Благодаря малой плотности обеспечивается большая проводимость на единицу массы, т.е. при одинаковом сопротивлении и одинаковой длине алюминиевые провода в два раза легче медных, несмотря на большее поперечное сечение. К тому же по сравнению с медью алюминий намного больше распространен в природе и характеризуется меньшей стоимостью. Недостатком меди является ее подверженность атмосферной коррозии с образованием окисных и сульфидных пленок. Скорость окисления быстро возрастает при нагревании, однако прочность сцепления окисной пленки с металлом невелика. Вследствие окисления медь не пригодна для слаботочных контактов. При высокой температуре в электрической дуге окись меди диссоциирует, обнажая металлическую поверхность. Металлическое отслаивание и термическое разложение вызывает повышенный износ медных контактов при сильных токах. Недостатками алюминия являются его низкая механическая прочность и значительная подверженность электромиграции, что приводит к увеличению сопротивления или даже к разрыву межсоединений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы

1. Богородицкий Н.П. и др. Электротехнические материалы: Учебник для электротехн. 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. Мозберг Р.К. Материаловедение: Учеб. пособие. - 2-е изд., перераб. - М.: Высш. шк., 1991. - 448 с. 
3. Рез И.С., Поплавко Ю.М. Диэлектрики. Основные свойства и применение в электронике. - М.: Радио и связь, 1989. - 288 с.
4. Ю.В.Целебровский, С.М.Коробейников Электротехнические материалы для электроустановок. Раздел 2 Электроизоляционные материалы: Конспект лекций.
5. Н.А.Черненко, Ю.В.Целебровкий Тесты по курсу “Электротехническое материаловедение”.
6. Неизвестный И.Г., Придачин Н.Б. Физика поверхности полупроводников: В 2-х ч. : Лекции /Новосиб. гос. техн. ун-т. - Новосибирск, 1994. - Ч. 1. - 184 с.