Влажностные свойства.

Гигроскопичность – способность изоляционных материалов впитывать влагу из окружающей среды.

При соприкосновении твердой изоляции с атмосферой, содержащей влагу, происходит два явления: адсорбция и абсорбция. Адсорбция – это смачивание поверхности материала; абсорбция – это проникновение влаги внутрь материала по причине его пористой или неплотной структуры.

Адсорбированная влага уменьшает поверхностное сопротивление материала, т.е. приводит к увеличению токов утечки не через диэлектрик, а по его поверхности. Абсорбция влаги приводит к уменьшению сопротивления изоляции, электрической прочности и увеличению угла диэлектрических потерь.

Причиной абсорбции являются силы, которые действуют между молекулами воды и частицами материала на его поверхности. Если эти силы притягивающие, то поверхности являются гидрофильными; если отталкивающие, то поверхности гидрофобные, т.е. не смачиваются водой. Способность диэлектрика смачиваться водой (или другой жидкостью) характеризуется краевым углом смачивания.

Для уменьшения абсорбции используется пропитка материалов или покрытие их изоляционными лаками, но это лишь замедляет процесс увлажнения. Единственный способ защиты от проникновения влаги – это герметизация электрооборудования.

Влагопроницаемость – способность материала пропускать через себя пары воды.

Механические свойства.

Количественной оценкой способности материалов выдерживать механические нагрузки без разрушения являются пределы прочности при растяжении σр, сжатии σс, изгибе σи. Единица измерения пределов прочности – паскаль.

Способность материалов деформироваться под действием механических нагрузок определяет их пластичность.

Хрупкость – способность диэлектрика разрушаться без заметной пластической деформации.

Механические нагрузки делят на статические (медленно нарастающие); динамические (внезапно возникающие, ударные). Количественной оценкой способности диэлектрика выдерживать воздействие динамических нагрузок является – ударная вязкость (σуд), определяемая по формуле

Вязкость (внутреннее трение) – свойство жидкостей оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. Количественной оценкой вязкости является коэффициент динамической вязкости или коэффициент внутреннего трения – η. Вязкость жидких диэлектриков зависит от температуры.

Вибропрочность – способность электроизоляционных материалов выдерживать без разрушения длительное воздействие вибраций, то есть повторяющихся колебаний определенной частоты и амплитуды.

Химические свойства.

Растворимость – это свойство важно для подбора растворителей лаков, а также для оценки стойкости изоляционных материалов к действию различных жидкостей, с которыми эти материалы соприкасаются в процессе изготовления изоляции например, при пропитке лаками) и в эксплуатации (изоляция маслонаполненных трансформаторов и т.п.).

Химостойкость – стойкость к коррозии различными химически активными веществами (кислотами, щелочами, солевыми растворами).

Для масел и смол измеряют кислотное число, характеризующее содержание в материале свободных кислот. Кислотное число – количество граммов едкого кали КОН, которое требуется для нейтрализации всех свободных кислот, содержащихся в 1 кг испытуемого образца.

Радиационная стойкость – способность изоляционных материалов продолжать выполнять свои функции в условиях интенсивного облучения или после радиационного воздействия.

Светостойкость – способность диэлектриков сохранять свои эксплуатационные характеристики под действием оптического облучения.

Трекингостойкость – способность диэлектрика сопротивляться образованию проводящих следов (треков) на поверхности материала.

Раздел №3. Проводниковые материалы.

Проводниковыми называют материалы, хорошо проводящие электрический ток.

Классификация проводников.

По агрегатному состоянию:

• твердые – металлы и их сплавы;

• жидкие – расплавленные металлы и электролиты;

• газообразные – плазма.

По носителям заряда:

• проводники первого рода – электронная электропроводность (металлы);

• проводники второго рода – ионная электропроводность (электролиты).

По способности проводить электрический ток:

• сверхпроводники (ρ = 0)

• криопроводники

• металлы (ρ ≤ 0,05 мкОм*м)

• сплавы (ρ ≥ 0,3 мкОм*м)

• электролиты

Свойства проводников.

1. Электропроводность – способность материала проводить электрический ток. Количественной оценкой электропроводности является удельное объемное электрическое сопротивление ρ или проводимость γ.

где R – сопротивление проводника; S – площадь поперечного сечения; l – длина проводника. Удельное сопротивление измеряется в Ом*м, а проводимость в См/м.

Значение удельной проводимости или удельного сопротивления зависят, в основном, от средней длины свободного пробега электронов в данном проводнике. λ, в свою очередь, определяется структурой проводникового материала. Все чистые металлы с наиболее правильной кристаллической решеткой характеризуются наименьшими значениями удельного сопротивления. Любые примеси повышают удельное сопротивление. Примесь другого металла, имеющего меньшее удельное сопротивление, чем основной, повышает его сопротивление. Это объясняется искажением кристаллической решетки основного металла даже небольшим количеством примеси.