Газообразные д/э. Области применения.

Газы не имеют постоянного объема, формы и структуры. При отсутсвии оболочки газы способны расширяться беспредельно. Газообразные д/э при использовании в качестве электроизоляционных материалов имеют следующие преимущества: высокое ρ, ε≈1, малый tgδ, недостаточно высокое Епр (для установок низкого напряжения этот недостаток не имеет значения). В установках высокого напряжения величину Епр увеличивают, применяя повышенное давление и применяя газы с большей электрической прочностью. В эл.установках газы можно использовать лишь в комбинации с твердыми материалами.

Воздух. Из газовых д/э, прежде всего, должен быть назван воздух, который, в силу своей распространенности, часто входит в состав электротехнических устройств. Воздух в твердой изоляции нежелателен, он создает ионизационные потери, а при высоком напряжении является очагом частичных разрядов в изоляции.

Азот. Азот имеет практически одинаковую с воздухом электрическую прочность; он нередко применяется вместо воздуха для заполнения газовых конденсаторов и для других целей, поскольку, будучи близок по электрическим свойствам к воздуху, он не содержит кислорода, который оказывает окисляющее действие на соприкасающиеся с ним материалы.

Гексафторид серы (шестифтористая сера) – элегаз имеет электрическую прочность примерно в 2,5 раза выше, чем у воздуха; его с успехом можно использовать в конденсаторах, кабелях, разъединителях, отделителях и т.п.

Дихлордифторметан – фреон имеет электрическую прочность, близкую к электрической прочности элегаза; используют в электрических устройствах высокого напряжения.

Водород используют в крупных турбогенераторах, синхронных компенсаторах, вращающих эл.машинах.

Для заполнения электровакуумных приборов и ламп прим-ся инергтные газы аргон,неон, криптон, ксенон, которые обладают низкой эл.прочночтью. в качестве низкотемпературногог хладоагента, в частности для устройств, использующих явление сверхпроводимости, имеет сжиженный гелий.

Слоистые пластики и пластмассы.

Пластмассами наз-ся искусственные материалы, получаемые на основании полимеров или др. смол, которые способны при нагревании и давлении размягчаться, становиться пластичными, принимать заданную форму. Многие пластмассы имеют высокую мех. прочность и хорошие электроизоляционные св-ва;к числу их преимуществ относится лёгкость. Пластмассы широко применяют в эл-ке как в качестве эл.изоляц., так и в качестве чисто конструкционных материалов

Неорганическая изоляция:слюда и стекло.

Стёкла-неорг. аморфные в-ва – представляют собой сложные системы различных окислов.Основой стекол яв-ся стеклообразующие окиси. Это SiO2-окись кремния;B2O3-окись бора;P2O5- фосфорный ангидрид. Каждый из этих окислов в чистом виде образовывает стекло. Основную часть большинства стёкол составляет окись кремния, такие стёкла называют силикатными.

Слюда яв-ся важнейшим из природных минеральных эл. изоляц. материалов. Благодаря её искл. ценным качествам: высокой эл. прочности и гибкости – слюду применяют в весьма ответственных случаях в частности для изоляции эл. машин высоких напряжений и больших мощностей и в качестве д/э в некоторых конструкциях конденсатора.

23 Основные характеристики проводников:

Проводниковые мат-это вещества, легко проводящие эл.ток. проводниковыми могут быть твердые и жидкие вещества. К твердым относят металлы и их сплавы, к жидким- расплавы металлов.

1Удельная проводимость или обратная величина – удельное сопротивление

2Температурный коэффициент удельного сопротивления

3Удельное теплопроводность

4Контактная разность потенциалов и термоэлектродвижущая сила

5Предел прочности при растяжении и относительное удлинение при разрыве.

Медь.св-ва.

Медь получают путем переработки сульфидных руд. Твердую медь применяют там, где необходима высокая прочность: это контактные провода трамваев, троллейбусов. Мягкую медь применяют в виде проволок для обмоток машин, трансформаторов, гибких кабелей.

Медь имеет:

1)малое удельное сопротивление (из всех материалов только серебро имеет несколько меньшее удельное сопротивление, чем медь);

2)достаточно высокая механическая прочность;

3)удовлетворительная в большинстве случаев применения стойкость по отношению к коррозии (медь окисляется на воздухе даже в условиях высокой влажности значительно медленнее, чем, например, железо; интенсивное окисление меди происходит только при повышенных температурах);

4)хорошая обрабатываемость: медь прокатывается в листы, ленты и протягивается в проволоку, толщина которой может быть доведена до тысячных долей миллиметра;

5)относительная легкость пайки и сварки.

Температурный коэффициент расширения: меди – 17*10-61/ ºС.

Плотность меди - 8,90г/см3.

Температура плавления алюминия меди - 1083°С.

Температурный коэффициент эл. сопротивления:

медь а= +0,00400 1/°С.

Проводниковые материалы высокой проводимости. Свойства и области применения.

Проводниковые материалы – это вещества, легко проводящие электрический ток. Проводники высокой проводимости предназначены для изготовления обмоток электрических машин, а так же для передачи электроэнергии на большие расстояния с возможно малыми потерями. К наиболее распространенным металлам высокой электропроводности относятся медь и алюминий.

Медь получают путем переработки сульфидных руд. Твердую медь применяют там, где необходима высокая прочность: это контактные провода трамваев, троллейбусов и коллекторные пластины электротехнических машин. Мягкую медь применяют в виде проволок для обмотки машин, трансформаторов, гибких кабелей, где важна гибкость, а прочность σр не имеет существенного значения. Медь-дорогой и дефицитный материал. Cu в земной коре содержится только 0,01%. Поэтому на потребление мели наложено ограничение в виде применения только в качестве обмоточных проводов электрических машин, коллекторных пластин, контактных проводов, проводящих жил гибких кабелей и монтажных проводов в радиотехнике, электротехнике и связи.

Алюминий Al – весьма распространенный элемент, в составе земной коры он находится до 8,8% по весу. Входит в состав очень многих минералов в виде окиси Al2O3. В чистом виде – серебристо-белый металл. Технически чистый металл содержит 99,5-99,7% Al. Удельное сопр-е ρAl=0.0286 мкОм м, что выше, чем у меди на 600, но, учитывая, что алюминий в 3,3 раза легче меди, электропроводность γ алюминия по весу в 2 раза выше, чем у меди. Алюминий применяется в электротехнике для изготовления проводов воздушных линий, сборных шин, обмоток трансформаторов, жил и защитных оболочек и др.

Железо Fe как наиболее дешевый и доступный металл, обладающий высокой механической прочностью, в ряде случаев используется как проводниковый материал с довольно высоким удельным сопр-ем ρ=0,098.