Влажностные свойства диэлектриков

Механические свойства диэлектриков

В процессе эксплуатации детали из твердых электроизоляционных материалов подвергаются действию различных факторов: статических, динамических и циклических механических нагрузок; воздействию электромагнитного поля; воздействию высоких температур, радиационного облечения, химического действия окружающей среды.

Для надежной работы в указанных условиях материалы должны обладать определенными механическими свойствами: прочностью, пластичностью, ударной вязкостью, твердостью, эластичностью, выносливостью и другими. Механические характеристики диэлектриков определяются по стандартизированным методикам.

Для жидких диэлектриков важной характеристикой является вязкость. Вязкость определяет интенсивность конвективного теплообмена в электрических аппаратах.

Вязкость (внутреннее трение) – свойство жидкостей и газов оказывать сопротивление перемещению слоев вещества относительно друг друга.

Вязкость жидкостей характеризуют следующими параметрами.

- Коэффициент динамический вязкости или коэффициент внутреннего трения ή (Па·с)– это коэффициент пропорциональности в формуле Стокса:

где f – сила трения между слоями жидкости площадью dS при градиенте скорости слоев в направлении перпендикулярном вектору скорости dV/ dx.

- Коэффициент кинематической вязкости:

м²/с,

где ρ – плотность жидкости.

Вода является сильнополярным веществом (ε = 81) с низким удельным сопротивлением (ρ _v = 10³- 10⁴ Ом·м). Попадание воды в поры диэлектриков ведет к резкому ухудшению их диэлектрических свойств – уменьшаются ρ _v,ρ _s и Е _пр., увеличиваются ε и tg δ.

Для оценки взаимодействия диэлектриков с водой определяют следующие характеристики.

Гигроскопичность – способность материала впитывать влагу из окружающей среды:

,

где m и m ₀ - массы воды, содержащаяся в единице объема вещества в условия испытания и при нормальных условиях (Р = 0,1 МПа, t = 20°C, относительная влажность воздуха – 65%), соответственно.

Смачиваемость - способность материала смачиваться водой или другой жидкостью.

Смачиваемость характеризуется краевым углом смачивания θ. Для смачиваемых (гидрофильных) материалов θ < 90°, для несмачиваемых (гидрофобных) θ > 90° (рис. 23.2).

Рис. 23.2. К понятию смачиваемость: а – гидрофильный материал,

б - гидрофобный материал

Влагопроницаемость (П) - способность материала пропускать через свой объем пары воды.

Влагопроницаемость является коэффициентом пропорциональности в выражении:

где dm – масса влаги, проходящая за время d τ через поверхность материала ds при градиенте давления паров воды dp/dx.

Для уменьшения гигроскопичности и влагопроницаемости пористых изоляционных материалов (бумага, картон и др.) их пропитывают гидрофобными составами. Для уменьшения смачиваемости поверхности полярных диэлектриков водой поверхность покрывают гидрофобными лаками и эмалями.

Дата добавления: 2017-01-13