Dielektriklarning parchalanish mexanizmlarini ko'rib chiqishdan oldin, keling, ushbu materiallarning xususiyatlarini aniqlashga harakat qilaylik. Elektr izolyatsion materiallar turli elektr potentsialga ega bo'lgan elektr jihozlarining qismlarini yoki kontaktlarning zanglashiga olib keladigan elementlarni izolyatsiya qilish imkonini beruvchi moddalardir.
Materiallarning xususiyatlari
Supero'tkazuvchi materiallar bilan solishtirganda, izolyatorlar sezilarli darajada yuqori elektr qarshiligiga ega. Ushbu materiallarning odatiy xususiyati kuchli elektr maydonlarini yaratish, shuningdek, energiya to'plashdir. Bu xususiyat kondensatorlarda keng qo'llaniladi.
Tasnifi
Aggregatsiya holatiga ko`ra barcha elektr izolyatsion materiallar suyuq, gazsimon, qattiq moddalarga bo`linadi. Eng kattasi dielektriklarning oxirgi guruhidir. Bularga plastmassa, keramika, yuqori polimerli materiallar kiradi.
Kimyoviy tarkibiga koʻra elektr izolyatsion materiallar noorganik va organiklarga boʻlinadi.
Uglerod organik izolyatorlarda asosiy kimyoviy element vazifasini bajaradi. Maksimal haroratga bardosh beradinoorganik materiallar: keramika, slyuda.
Dielektriklarni olish usuliga qarab ularni sintetik va tabiiy (tabiiy)ga ajratish odatiy holdir. Har bir tur ma'lum xususiyatlarga ega. Hozirda sintetik moddalar katta guruhdir.
Qattiq dielektrik materiallar, shuningdek, materiallarning tuzilishi, tarkibi, texnologik xususiyatlariga ko'ra alohida kichik toifalarga bo'linadi. Masalan, mum, keramika, mineral, plyonkali izolyatorlar mavjud.
Bu materiallarning barchasi elektr o'tkazuvchanligi bilan ajralib turadi. Vaqt o'tishi bilan, bunday moddalar assimilyatsiya oqimining pasayishi tufayli joriy qiymatning o'zgarishini ko'rsatadi. Elektr izolyatsion materialda ma'lum bir daqiqadan boshlab faqat o'tkazuvchanlik oqimi mavjud bo'lib, uning qiymati ushbu materialning xususiyatlariga bog'liq.
Jarayon xususiyatlari
Agar elektr maydon kuchi elektr quvvati chegarasidan katta bo'lsa, dielektrik parchalanish sodir bo'ladi. Bu uni yo'q qilish jarayoni. Bu shunday material tomonidan parchalanish joyida o'zining dastlabki elektr izolyatsiyalash xususiyatlarini yo'qotishiga olib keladi.
Buzilish kuchlanishi - dielektrik parchalanish sodir bo'ladigan qiymat.
Dielektrik quvvati maydon kuchining qiymati bilan tavsiflanadi.
Qattiq dielektriklarning parchalanishi elektr yoki issiqlik jarayonidir. Bu qiymatning qattiq izolyatsion materiallarida ko'chki ko'payishiga olib keladigan hodisalarga asoslanganelektr toki.
Qattiq dielektriklarning parchalanishi xarakterli xususiyatlarga ega:
- o'tkazuvchanlik qiymatining harorat va kuchlanishga yo'qligi yoki zaif bog'liqligi;
- ishlatiladigan dielektrik materialning qalinligidan qat'i nazar, bir xil maydondagi materialning elektr quvvati;
- mexanik kuchning tor chegaralari;
- birinchidan, oqim eksponensial ravishda oshadi va qattiq dielektriklarning parchalanishi tokning keskin oshishi bilan birga keladi;
- bir hil boʻlmagan maydonda bu jarayon maksimal maydon kuchiga ega joyda sodir boʻladi.
Termik buzilish
Bu katta dielektrik yo'qotishlar mavjud bo'lganda, material boshqa issiqlik manbalari tomonidan qizdirilganda, issiqlik energiyasi yomon chiqarilganda paydo bo'ladi. Dielektrikning bunday buzilishi issiqlik o'tkazuvchanligi buzilgan hududda qarshilikning keskin pasayishi natijasida elektr tokining kuchayishi bilan birga keladi. Xuddi shunday jarayon dielektrikning to'liq termal yo'q qilinishi zaiflashgan joyda sodir bo'lgunga qadar kuzatiladi. Masalan, asl qattiq elektr izolyatsion material eriydi.
Belgilar
Dielektrik buzilish xarakterli xususiyatlarga ega:
- atrof-muhitga issiqlikni sifatsiz olib tashlash joyida paydo bo'ladi;
- atrof-muhit harorati oshishi bilan buzilish kuchlanishi kamayadi;
- elektr quvvati dielektrik qalinligiga teskari proportsionaldirqatlam.
Umumiy xususiyatlar
Dielektriklarning asosiy parchalanish turlarini xarakterlaymiz. Jarayonning mohiyati elektr maydon kuchining kritik qiymatidan oshib ketganda, uning xususiyatlarining elektr izolyatsion materialini yo'qotishdan iborat. Bu jarayonning bir necha turlari mavjud:
- dielektrikning elektr parchalanishi;
- termal jarayon;
- elektrokimyoviy qarish.
Elektr varianti kuchli elektr maydonida paydo boʻlgan manfiy elektronlar taʼsirida ionlanish natijasida yuzaga keladi. Bu jarayon oqim zichligining keskin oshishi bilan birga keladi.
Izolyatordagi issiqlik jarayonining sababi elektr o'tkazuvchanligining ta'siri yoki dielektrik yo'qotishlar natijasida tizim tomonidan ishlab chiqarilgan issiqlik miqdorining oshishi hisoblanadi. Bunday buzilishning natijasi elektr izolyatsion materialning issiqlik bilan yo'q qilinishidir.
Dielektriklarning parchalanish kuchlanishi o'zgarganda, elektr izolyatsion materialning tuzilishida transformatsiyalar sodir bo'ladi va dielektrikning kimyoviy tarkibi ham o'zgaradi. Natijada, izolyatsiya qarshiligining qaytarilmas pasayishi kuzatiladi. Bunday holda, dielektrikning elektr qarishi sodir bo'ladi.
Gazsimon muhitda
Gazsimon dielektriklarning parchalanishi qanday sodir bo'ladi? Kosmik va radioaktiv nurlanish tufayli havo bo'shliqlarida oz miqdordagi zaryadlangan zarrachalar mavjud. Maydonda manfiy elektronlarning tezlashishi kuzatiladi, buning natijasida ular qo'shimcha energiya oladi, ularning qiymati to'g'ridan-to'g'ri maydon kuchiga vazarrachaning to'qnashuvdan oldingi o'rtacha yo'l uzunligi. Muhim intensivlik qiymatida elektron oqimining ortishi kuzatiladi, bu esa bo'shliqning buzilishiga olib keladi. Bu jarayonga bir qancha omillar ta'sir ko'rsatadi. Ulardan eng muhimi maydon variantidir. Gazning elektr quvvati bilan bosim va harorat o'rtasida bevosita bog'liqlik mavjud.
Suyuq muhit
Suyuq dielektriklarning parchalanishi elektr izolyatsiyalovchi materialning tozaligi bilan bog'liq. Uch daraja bor:
- dielektrik tarkibidagi qattiq mexanik aralashmalar va emulsiya suvi;
- texnik jihatdan toza;
- toʻliq tozalangan va gazsizlangan.
Ehtiyotkorlik bilan tozalangan suyuq dielektriklarda buzilishning faqat elektr versiyasi mavjud. Suyuqlik va gaz zichligidagi sezilarli farq tufayli elektron yo'l uzunligi kamayadi, bu esa buzilish kuchlanishining oshishiga olib keladi.
Zamonaviy elektroenergetikada suyuq dielektriklarning texnik jihatdan toza turlaridan foydalaniladi, ularda ozgina aralashmalar boʻlishiga ruxsat beriladi.
Suyuq elektr izolyatsiyalovchi materialdagi emulsiya suvining minimal miqdori ham elektr quvvatining kuchli pasayishiga olib kelishini hisobga olish kerak.
Shunday qilib, dielektrik kuch va dielektriklarning parchalanishi bog’liq kattaliklardir. Suyuq muhitda parchalanish mexanizmini ko'rib chiqamiz. Emulsiya suvining tomchilari elektr maydonida qutblanadi, keyin ular qutb elektrodlari orasidagi bo'shliqqa tushadi. Bu erda ular deformatsiyalanadi, birlashadi va ko'priklar hosil bo'ladi,kichik elektr qarshilik bilan. Sinov ularda sodir bo'ladi. Ko'priklarning paydo bo'lishi moyning mustahkamligini sezilarli darajada pasayishiga olib keladi.
Elektr izolyatsion materiallarning xususiyatlari
Qattiq dielektriklarning emirilishining ko'rib chiqilgan turlari zamonaviy elektrotexnikada o'z qo'llanilishini topdi.
Hozirda texnologiyada qoʻllanilayotgan suyuq va yarim suyuq dielektrik materiallardan transformator va kondensator moylari, shuningdek sintetik suyuqliklar: sovtol, sovol.
Mineral moylar xom neftni fraksiyonel distillashdan olinadi. Ularning alohida turlari o'rtasida yopishqoqlik, elektr xususiyatlarida farqlar mavjud.
Masalan, kabel va kondensator moylari yuqori darajada tozalangan, shuning uchun ular mukammal dielektrik xususiyatlarga ega. Yonuvchan bo'lmagan sintetik suyuqliklar sovtol va sovoldir. Birinchisini olish uchun kristalli difenilning xlorlash reaktsiyasi amalga oshiriladi. Bu shaffof yopishqoq suyuqlik zaharli va shilliq qavatni bezovta qilishi mumkin, shuning uchun bunday dielektrik bilan ishlashda ehtiyot choralariga rioya qilish kerak.
Sovtol triklorbenzol va sovol aralashmasidir, shuning uchun bu elektr izolyatsion material pastroq yopishqoqlik bilan ajralib turadi.
Har ikkala sintetik suyuqlik ham sanoat AC va DC qurilmalariga oʻrnatilgan zamonaviy qogʻoz kondansatkichlarini singdirish uchun ishlatiladi.
Organikyuqori polimerli dielektrik materiallar ko'plab monomer molekulalaridan iborat. Amber, tabiiy kauchuk, yuqori dielektrik xususiyatlarga ega.
Kerezin va kerosin kabi mumsimon materiallar aniq erish nuqtasiga ega. Bunday dielektriklar polikristal tuzilishga ega.
Zamonaviy elektrotexnikada kompozit materiallar bo'lgan plastmassalar talabga ega. Ular polimerlar, qatronlar, bo'yoqlar, stabilizatorlar, shuningdek, plastiklashtiruvchi komponentlarni o'z ichiga oladi. Issiqlikka munosabatiga ko'ra ular termoplastik va termoset materiallarga bo'linadi.
Havoda ishlash uchun an'anaviy materialga nisbatan zichroq tuzilishga ega bo'lgan elektr karton ishlatiladi.
Dielektrik xususiyatlarga ega qatlamli elektr izolyatsion materiallar orasida biz tekstolit, getinaks, shisha tolalarni ajratib ko'rsatamiz. Bog'lovchi sifatida silikon yoki rezolli qatronlardan foydalanadigan bu laminatlar ajoyib dielektriklardir.
Fenomenning sabablari
Dielektriklarning parchalanishining turli sabablari bor. Shu sababli, bu jismoniy jarayonni to'liq tushuntirib beradigan universal nazariya hali ham mavjud emas. Izolyatsiya variantidan qat'i nazar, buzilish holatlarida maxsus o'tkazuvchanlik kanali hosil bo'ladi, uning kattaligi ushbu elektr qurilmada qisqa tutashuvga olib keladi. Bunday jarayonning oqibatlari qanday? Favqulodda vaziyatning yuqori ehtimoli bor, buning natijasidaelektr qurilma ishdan chiqariladi.
Izolyatsiya tizimiga qarab buzilish turli xil ko'rinishlarga ega bo'lishi mumkin. Qattiq dielektriklar uchun oqim o'chirilgandan keyin ham kanal sezilarli o'tkazuvchanlikni saqlaydi. Gazsimon va suyuq elektr izolyatsion materiallar zaryadlangan elektronlarning yuqori harakatchanligi bilan ajralib turadi. Shu sababli, kuchlanishning o'zgarishi tufayli buzilish kanali bir zumda qayta tiklanadi.
Suyuqliklarda parchalanish turli jarayonlar natijasida yuzaga keladi. Birinchidan, elektrodlar orasidagi bo'shliqda optik notekisliklar hosil bo'ladi, bu joylarda suyuqlik shaffofligini yo'qotadi. A. Gemant nazariyasi suyuq dielektrikning parchalanishini emulsiya deb hisoblaydi. Olimlar tomonidan olib borilgan hisob-kitoblarga ko'ra, elektr maydonining ta'siri tufayli namlik tomchilari cho'zilgan dipol shaklini oladi. Yuqori maydon kuchida ular birlashadi, bu hosil bo'lgan kanalda zaryadsizlanishga yordam beradi.
Koʻplab tajribalar oʻtkazishda suyuqlikda gaz boʻlsa, kuchlanishning keskin oshishi bilan parchalanishdan oldin pufakchalar paydo boʻlishi aniqlandi. Shu bilan birga, bunday suyuqliklarning parchalanish kuchlanishi bosimning pasayishi yoki harorat oshishi bilan kamayadi.
Xulosa
Elektrotexnika sanoati rivojlanishi bilan zamonaviy dielektrik materiallar yaxshilanmoqda. Hozirgi vaqtda har xil turdagi dielektriklarni yaratish texnologiyasi shu qadar modernizatsiya qilinganki, yuqori unumdorlikka ega arzon dielektriklarni yaratish mumkin.
OrasidaTegishli xususiyatlarga ega eng ko'p talab qilinadigan materiallar shisha va shisha emallarga alohida qiziqish uyg'otadi. O'rnatish, gidroksidi, chiroq, kondansatör, ushbu materialning boshqa turlari amorf tuzilishga ega moddalardir. Aralashga k altsiy va alyuminiy oksidlari qo'shilsa, materialning dielektrik xususiyatlarini yaxshilash va parchalanish ehtimolini kamaytirish mumkin.
Shisha emallari metall yuzasiga yupqa shisha qatlami yotqizilgan materiallardir. Bu texnologiya korroziyadan ishonchli himoya qiladi.
Elektr izolyatsion xususiyatlarga ega barcha materiallar zamonaviy texnologiyada keng qo'llaniladi. Agar dielektrikning buzilishi o'z vaqtida oldini olinsa, qimmatbaho jihozlarning shikastlanishining oldini olish juda mumkin.
