3.2.2 Токи абсорбции

В постоянном электрическом поле токи абсорбции могут устанавливаться в течение длительного времени в зависимости от типа диэлектрика и механизма поляризации. Уменьшение тока Iабс может наблюдаться в течение минут или даже часов. После исчезновения тока абсорбции через диэлектрик будет протекать только ток 1скв. При расчете сопротивления изоляции на постоянном напряжении необходимо расчет вести по току сквозной проводимости Iскв. исключая токи абсорбции. Механизмы возникновения и уменьшения тока абсорбции показаны в табл. 3.2.2.

Таблица 3.2.2

N	Условия возникновения Iабс	Механизм или причина уменьшения проводимости
1	При ионной проводимости наличие блокирующих контактов с электродами (БК)	БК препятствуют прохождению носителей заряда через границу - электрод-диэлектрик или разряду носителей, подходящих из объема диэлектрика на границе с электродом
2	Неоднородная структура диэлектрика	Накопление заряда на границах раздела, что вызывает перераспределение электрического поля
3	Ионная или молионная проводимость в жидком ди- электрике	Необратимое удаление носителей заряда и разрядка их на электродах (электроочистка).
4	Инжекция электронов или дырок в диэлектрик	Захват носителей заряда на ловушки (дефекты решетки) и исключение их из процесса переноса тока
5	Наличие в диэлектрике замедленной поляризации	Установление релаксационной поляризации с течением времени

3.2.3 Общее выражение для удельной объемной электропроводности

В общем случае без учета природы носителей заряда для однородного и изотропного вещества объемная плотность тока будет пропорциональна напряженности поля Е

j=γ_v·Е, (3.2.1)

где γ_v— удельная объемная проводимость вещества. Эта формула представляет собой закон Ома в дифференциальной форме.

Для оценки параметров диэлектриков обычно используют величину обратную γ_v— удельное объемное сопротивление

ρ_v=1/γ_v. (3.2.2).

Плотность тока можно выразить также как произведение n·q на v, где n-концентрация носителей заряда, q—величина заряда, а v — средняя скорость носителей заряда вдоль направления Е.Из сравнения (3.2.1) и (3.2.3) получим

γ_v =n·q·v/E. (3.2.4)

Отношение v к Е называется подвижностью носителей заряда

μ=v/e. (3.2.5)

С учетом (3.2.4) получим

γ_v =n·q·μ (3.2.6)

Для диэлектрика плоского конденсатора с поперечным сечением S, равным площади каждого электрода и толщиной диэлектрика d, (расстояние между электродами)

ρ_v=R·S/d. (3.2.7)

В системе СИ рассмотренные в формулах параметры выражаются в следующих единицах: j—А/м², Е—В/м,n-м^-3, q—Кл, v—м/с, μ—м²/В·с, ρ— Ом-м, γ—1/Ом·м=См/м.

3.2.4 Поверхностное сопротивление твердых диэлектриков

Если на поверхность диэлектрика нанести полоски электродов шириной “в”, разместив их на расстоянии “а” друг от друга, то удельное поверхностное сопротивление ρ_sбудет пропорционально поверхностному сопротивлениюR_s, “в” и обратно пропорционально “а”, т. е.ρ_s=R_s·b/a.ρ_s- твердых диэлектриков является параметром диэлектрика и зависит от природы диэлектрика, температуры, влажности, приложенного напряжения. Характер этих зависимостей то влажности в общем случае сходен с аналогичными зависимостями дляρ_v·ρ_s-диэлектриков и связан с величиной краевого угла смачивания и твердостью диэлектрика. Чем меньше краевой угол и выше твердость, тем нижеρ_sувлажненного диэлектрика. Сильно увлажняются полярные и пористые диэлектрики. При нагревании увлажненной изоляцииρ_sтаких материалов может расти с повышением температуры с последующим спадом после высушивания. При низких температурах ps высушенного материала имеет значительно более высокие значения (на 6-7 порядков выше). Для увеличения значенияρ_s-диэлектриков пользуются различными приемами: промывкой в кипящей дистиллированной воде или растворителях, прогреванием до достаточно высокой температуры, покрытием поверхности влагостойкими лаками, глазурями, размещением изделий в защитных корпусах и оболочках и т.п.