Найдено вещество с гигантским значением диэлектрической проницаемости

Вакуум как изолятор.

Когда металлические электроды помещены в газ с давлением меньше 10-2 Па, молекул газа недостаточно для образования заметного тока в межэлектродном зазоре, и в этом случае говорят об изоляции высоким вакуумом. Ионизация молекул остаточного газа при соударении с электронами или положительно заряженными ионами, вылетающими с электродов, при таких давлениях происходит редко. В условиях высокого вакуума при постоянном напряжении ниже 20 кВ на поверхности катода пробой может не наступать при напряженности поля до 5 МВ/см, а на аноде – при напряженности в несколько раз большей. Однако при более высоких напряжениях катодный градиент, при котором наступает пробой, быстро уменьшается. Пробой между металлическими электродами в вакууме происходит из-за обмена заряженными частицами между катодом и анодом. Электрон, вылетающий из катода, ускоряется электрическим полем и ударяет в анод, выбивая положительные ионы и фотоны. Положительные ионы и часть фотонов попадают на катод; ионы ускоряются электрическим полем и вызывают эмиссию вторичных электронов. При некотором критическом значении напряжения и градиента электрического поля для данного материала электродов этот процесс становится неустойчивым, и происходит искровой пробой.

Изоляция высоким вакуумом особенно широко применяется в электронике как для ускорения электронов низкой энергии в обычных электровакуумных приборах, так и для высоковольтных приложений в рентгеновских приборах и ускорителях для ядерных исследований.

Сферы применения электроизоляторов

Высоковольтные провода — устройство и применение

Чтобы выяснить, где применяются электроизоляторы, достаточно просто вспомнить, где распространена электропроводка. Это могут быть как бытовые системы электроснабжения и электроосвещения, так и промышленные. В электрических силовых кабелях, прокладываемых снаружи и под землей, содержится несколько слоев такой изоляции. В приборостроении отдельные элементы конструкции приборов также приходится изолировать от напряжения. Это могут быть как небольшие элементы разных плат, так и целые узлы. Такая изоляция позволяет сохранить эксплуатационные характеристики материалов, расположенных вблизи токоведущих жил.

Механическая прочность — изоляция

Механическая прочность изоляции обычно определяется протаскиванием провода в одну сторону между двумя неподвижными валиками диаметром 30 — 50 мм, сжимающими провод с определенным усилием.

Механическая прочность изоляции должна обеспечивать восприятие, без разрушений и появления остаточных деформаций, нагрузок от собственного веса и нагрузок от приставных лестниц, применяемых при осмотрах и ремонтах.

Механическая прочность изоляции проверяется в состоянии поставки навиванием или изгибанием ( для прямоугольных проводов) вокруг стержней, диаметр которых для круглых проводов равен 8-кратному диаметру изолированного провода, но не менее 6 мм, и для прямоугольных проводов в зависимости от толщины меди-16 — 60 мм. Изоляция не должна при этих испытаниях отслаиваться или давать трещины до меди.

Механическая прочность изоляции определяется по величине предела прочности при изгибе или сжатии в зависимости от характера усилий, которые изоляционная конструкция должна воспринимать по условиям ее службы.

Провода с дельта-асбестовой изоляцией.

Механическая прочность изоляции проверяется в состоянии nocfaBKH навиванием или изгибанием ( для прямоугольных проводов) вокруг стержней, диаметр которых для круглых проводов равен 8-кратному диаметру изолированного провода, но не менее 6 мм и для прямоугольных проводов в зависимости от толщины меди 16 — 60 мм. Изоляция не должна при этих испытаниях отслаиваться или давать трещины до меди.

Небольшой механической прочностью изоляции обладают и эмалированные провода марки ПЭЛ, крайне чувствительные к натяжке при амотке. Так, ори намотке аппаратных катушек из круглых проводов марки ПЭЛ из-за осыпания и стирания эмали бывает до 50 % брака по замыканиям витков.

Повышения механической прочности изоляции таких проводов можно достигнуть, если в производстве их применять полиэфирные пленки, которые отличаются повышенной прочностью и эластичностью в сравнении с триацетатными пленками.

Расчеты механической прочности изоляции обычно не производятся. Уровень и достаточность механической прочности изоляции определяют, подвергая кабель трехкратным изгибам вокруг цилиндра с диаметром определенной кратности по отношению к диаметру кабеля по свинцовой оболочке; обычно изгибание многожильных кабелей производится на цилиндр 15-кратного диаметра и одножильных кабелей на цилиндр 25-кратного диаметра. После испытаний на изгиб определяют уменьшение электрической прочности кабелей и увеличение количества повреждений бумажных лент. Для этого производят разборку изоляции на отрезке кабеля длиной в 1 м до и после изгиба.

Испытание механической прочности изоляции проводов ПСД и ПДА производится на приборе, в котором испытуемый образец длином 750 мм протаскивается в одну сторону со скоростью 3 м / мин между двумя неподвижными гладкими валиками диаметром 20 мм. К проводу и валикам прикладывается на пряжение постоянного тока 12 в. Разрушение изоляции фиксируется загоранием лампочки.

Так как механическая прочность изоляции на терхмореактивной основе не ниже, чем у мнкалентной компаундированной изоляции, то эти выводы могут быть распространены на все современные мощные машины с термореактивной изоляцией и скорость изменения токовой нагрузки статоров таких машин практически может не ограничиваться.

Номинальные размеры, мм, изоляционных полуцилиндров и цилиндров.| Предельное отклонение номинальных размеров изоляционных цилиндров и полуцилиндров.| Технические характеристики изоляционных цилиндров и полуцилиндров.| Конструкция тепловой изоляции трубопроводной арматуры.

Так как механическая прочность обволакивающей изоляции довольно низка, то характеристики этой изоляции оцениваются совокупностью характеристик теплоизоляционного слоя, армировки и крепежа, защитного покрова и наружной отделки.

Для исследования механической прочности изоляции в настоящее время принято истирание иглой на специально приспособленном для этого приборе.

Для исследования механической прочности стекло-волокнистой изоляции применяется истирание иглой на специально приспособленном для этого приборе. Применение этого метода для проводов со стекловолокнистой изоляцией является целесообразным по следующим соображениям: исследования поведения обмоток в пазах мощных электрических машин показывают, что вследствие различной степени нагрева проводников в пазу возможно их перемещение и, следовательно, некоторое взаимное трение. При плохих пропитке и подклейке стекловолокнистой изоляции к проводу указанное явление может приводить к повреждению изоляции в результате ее истирания.

Почему прочность уменьшается

Есть несколько основных факторов, которые напрямую влияют на уменьшение прочности в сети:

  • Переменные напряжения;
  •  Температурные значения.

В первом случае напряжение в сети может меняться. Например, на электрической станции линия достигает значений двести двадцать киловольт, но в случае поломок напряжение может упасть до ста десяти киловольт.

После обслуживания и ремонта напряжение вернётся к изначальным значением.

Такое напряжение и называют переменным, изменяющееся в определённый временной промежуток. Из-за того, что в России многие сети существуют довольно давно, они уже обзавелись своими ресурсами.

Переменное напряжение не является редким явлением для наших сетей.

При прохождении тока кабели соответственно нагреваются. Постоянные высокие температуры могут воздействовать на проводник, что влияет и на слой изоляции. Пробои напрямую зависят от разных температур.

Электрическая прочность — изоляция — кабель

Электрическая прочность изоляции кабелей испытывается на заводе при их изготовлении.

Электрическая прочность изоляции ВЧ кабелей между: всеми жилами, кроме сигнальных, соединенными в пучок, и заземленной оболочкой ( экраном) равна 2000 В ( для НЧ кабелей-1800 В); каждой жилой и остальными, соединенными в пучок — 1500 В; всеми сигнальными жилами, соединенными между собой и заземленной оболочкой, — 1000 В.

Некоторые особенности имеет испытание электрической прочности изоляции кабелей, присоединяемых к газовым реле.

Изоляционные ленты применяют не только для усиления электрической прочности изоляции кабеля, но и для обеспечения ( при определенных условиях) герметичности и механической прочности кабельных муфт и заделок.

Для механического скрепления общей скрутки и повышения электрической прочности изоляции кабеля по отношению к его металлической оболочке и экрану сердечник обматывают несколькими слоями кабельной бумаги или другим изоляционным материалом. Эту обмотку называют поясной изоляцией. Поясная изоляция предохраняет изоляцию жил кабеля от порчи при пайке ( сварке) оболочки.

Вследствие этого при изгибе кабеля во время прокладки не будет скольжения в слоях бумажной изоляции, что неизбежно приведет к разрывам бумаги и снижению электрической прочности изоляции кабеля и, безусловно, в последующем вызовет повреждение кабеля в этом месте. Поэтому прокладка кабеля при температуре ниже О9 С без предварительного прогрева не разрешается.

Устройство трехжильного кабеля напряжением 1 — 10 кв с секторными жилами.

Бумажный жгут, заполняющий свободное пространство между жилами, затрудняет перемещение пропиточного состава вдоль кабеля, удлиняет тем самым срок службы его и, кроме того, повышает электрическую прочность изоляции кабеля.

Трехжильный кабель с освинцованными жилами для подводной прокладки.

Для кабелей на сверхвысокие напряжения необходимо иметь изоляцию, которая бы надежно работала при напряженностях электрического поля промышленной частоты 11 кв / мм и выше. Повысить электрическую прочность изоляции кабеля можно, исключив из кабеля воздушные включения или увеличив давление в газовых включениях, так как с повышением давления электрическая прочность газовых пленок возрастает. Поэтому имеются два направления при конструировании сверхвысоковольтных кабелей: создание маслонаполненных и газонаполненных кабелей.

Чугунная муфта дтя кабелей с бумажной пропитанной изоляцией на напряжение 1 кв.

Наложение изоляции в муфтах в линейных условиях, как правило, производится вручную, при этом неизбежно некоторое загрязнение и увлажнение изоляции; кроме того, наложенная вручную изоляция не может быть выполнена столь плотной, как изготовленная в заводских условиях на машинах. В результате электрическая прочность изоляции в муфтах приблизительно вдвое меньше электрической прочности изоляции кабеля, и для достижения в муфтах той же электрической прочности, как и в кабеле, толщина изоляции в муфтах обычно берется вдвое больше, чем в кабеле.

С целью облегчения технологии производства изоляцию кабеля стремятся выполнить из минимально возможного числа бумажных лент. Его смысл заключается в том, что с увеличением расстояния от жилы напряженность электрического поля уменьшается, следовательно, по мере удаления от жилы можно увеличить толщину бумажных лент без ущерба для электрической прочности изоляции кабеля.

Зависимость напряженности начала ионизации от толщины бумажной ленты и давления для газонаполненных кабелей.

С целью облегчения технологии производства изоляцию кабеля стремятся выполнить из минимально возможного числа бумажных лент. Его смысл заключается в том, что с увеличением расстояния от жилы напряженность электрического поля уменьшается, следовательно, по мере удаления от жилы можно увеличить толщину бумажных лент без ущерба для электрической прочности изоляции кабеля.

Примечания и ссылки

  1. ↑ и Клод МЕНГИ, «  Измерение характеристик твердых изоляционных материалов: электрическая прочность твердых изоляторов  » (СПРАВОЧНАЯ СТАТЬЯ), Технические методы ,10 августа 1997 г.
  2. ↑ и Жан-Марк БЮРО, «  Диэлектрические свойства полимеров: диэлектрическая жесткость  » (СПРАВОЧНАЯ СТАТЬЯ), Технические методы ,10 февраля 2016 г.
  3. ↑ и ,стр.  41 год
  4. Serge VACQUIÉ, «  Электрическая дуга  », инженерные технологии ,10 марта 1986 г., стр.  22
  5. ↑ и ЛАБРОСС, Мишель, «  Plastiques et composites: Plastiques. Стандартизированные испытания: Электрические испытания  », Инженерные технологии ,1997 г.( ISSN   )
  6. ↑ и
  7. Жан-Мишель ДЕКРУЭН и Жан-Клод БЕДЬЕ, «  Климатические ограничения. Химические ограничения  », Инженерные технологии ,Декабрь 1995 г., стр.  3
  8. Жак ВЕРДУ, «  Действие воды на пластмасс  » (СПРАВОЧНАЯ СТАТЬЯ), Технические методы ,10 января 2000 г.
  9. ↑ и
  10. Ханен ЯХЯОУИ, «  Диэлектрические свойства эпоксидной смолы, заряженной оксидом алюминия, под действием постоянного электрического поля и температуры  », JCGE’2014 ,5 июня 2014 г.
  11. Пьер ПИКАР, «  Электрические испытания  », Инженерные методы ,10 июня 1994 г., стр.  11
  12. FW Peek , «  Закон короны и диэлектрическая прочность воздуха  », Труды Американского института инженеров-электриков , т.  30, п о  7,Июль 1911 г., стр.  1485–1561
  13. (по состоянию на 2 декабря 2009 г. )
  14. (ru) Швингер ограничивает проводимость с помощью эффекта квантовых флуктуаций.

Приборы для контроля качества изоляции

Выбор приборов для контроля качества изоляции зависит от типа обследуемого электрооборудования, кабелей, метода и условий проведения испытаний

При выборе измерителей следует обратить внимание на следующие факторы:

  • допустимый измерительный диапазон контрольно-измерительного прибора, категория электробезопасности (CAT I…IV);
  • параметры исследуемой электросистемы (постоянное/переменное напряжение на входе/выходе, ток нагрузки, частота, мощность), возможность отключения электроснабжения оборудования при проведении исследований;
  • свойства материала изоляции (тепловые, диэлектрические);
  • параметры окружающей среды (уровень влажности, температура);
  • возможность доступа к тестируемому оборудованию (контакт, дистанционно).

Универсальные измерители электрических параметров – мультиметры, мегаомметры. Для бытовых, офисных и промышленных низковольтных электрических установок и проводов достаточно измерителей CAT I, II, для высоковольтных линий электропередач или распределительных ячеек – не ниже CAT III (1000 В).

Для проверки изоляции кабелей и электрооборудования постоянным/переменным повышенным напряжением применяют установки T99/1, T26/1, MMG5/10, HPG 50/70 с приборами для преобразования дефектов (прожига). Для дистанционного обнаружения дефектов подземных кабельных жил и оценки расстояния до неисправности пользуются популярностью генераторы ударных импульсов RSP 3, PWG 2000 и рефлектометры СТЭЛЛ РЕЙС-205, СТЭЛЛ РЕЙС-305, СТЭЛЛ РЕЙС-405.


Рефлектометр СТЭЛЛ-РЭЙС 405 для проверки кабелей

Бесспорные преимущества тепловизоров линнейки Testo 868/871/872/882/885 – это компактность, мобильность, простота в использовании. Тепловизоры Fluke TiX500/580 обладают точностью 0,025 °С и расширенным диапазон измерений до +400 °С.

Измерение сопротивления изоляции кабеля мегаомметром

Порядок действий следующий (. КАБЕЛЬ ОБЕСТОЧЕН. ):

  1. Один конец мегаомметра на время проведения испытания подключен к заземлению (это может быть заземленная шина, заземляющий болт или переносное заземление)
  2. Если есть оболочка, экран, броня — их следует также заземлять на время измерения сопротивления изоляции и высоковольтного испытания
  3. На испытуемую жилу кабеля вешаем заземление (этим мы снимаем возможный остаточный заряд на кабеле)
  4. Вешаем на испытуемую жилу второй конец мегаомметра, по которому будет подаваться напряжение 2500В
  5. Снимаем с испытуемой жилы провод заземления
  6. Подаем прибором на испытуемую жилу напряжение 2500В в течение 60 секунд. Записываем значение сопротивления изоляции на 15-ой и 60-ой секундах испытания (в случае электронного прибора с памятью значения можно не записывать)
  7. На испытанную жилу кабеля вешаем заземление, для того, чтобы разрядить кабель. Чем длиннее кабель, тем дольше надо держать провод заземления на жиле.
  8. Снимаем второй конец мегаомметра с испытанной жилы, далее переходим на другую жилу кабеля и идем от пункта 2). Затем аналогично и для третьей жилы. В конце отключаем прибор от электроустановки

Если у нас трехжильных кабель, то мы должны получить значения сопротивлений изоляции фаза-ноль и фаза-фаза. Итого 6 измерений. В реальности делают не три измерения, а одно — объединяют три жилы и подают напряжение от мегаомметра к ним. В случае, если значение сопротивления изоляции удовлетворяет, то всё хорошо. В случае, если Rx неудовлетворительно, то производится измерение каждой жилы по-отдельности.

Фиксируют показания на 15 и 60-ой секундах для определения коэффициента абсорбции (Ka). Этот коэффициент численно равен отношению значений сопротивления R60/R15. Показывает степень увлажненности. Также существует понятие коэффициента поляризации или индекса поляризации (PI) — он равен отношению R600/R60 и характеризует степень старения изоляции. В нормах определены следующие значения:

Предельное значение говорит о том, что кабель непригоден к эксплуатации. Индекс поляризации замеряется на кабелях с бумажной пропитанной изоляцией вместе с Ka. У кабелей с пластмассовой, ПВХ, изоляцией из сшитого полиэтилена индекс поляризации определять нет необходимости.

Сейчас существуют различные цифровые и электронные мегаомметры. В цифровых сразу можно увидеть после измерения значения коэффициента абсорбции, R60, R15, отдельные приборы позволяют измерять и PI. Кроме того у моделей sonel можно нажать кнопку старт, затем другой кнопкой ее зафиксировать и не держать минуту палец на кнопке. Работают приборы от аккумуляторов. Это упрощает жизнь.

В стрелочных приборах в основе источника постоянного напряжения (а испытания мегаомметром — это испытания постоянным напряжением) лежит или генератор, или кнопка (модели ЭСО).

Тут уже придется либо крутить ручку прибора со скоростью 2 об/c, либо искать розетку. А кроме этого еще надо производить отсчет по секундомеру и записывать результаты. Трудности вызывают и шкалы отдельных приборов. Но мегаомметры различных производителей — это тема отдельной большой статьи.

В общем, не забывайте разряжать кабель после испытания, снимая накопившийся заряд заземлением. А уже затем снимайте конец прибора с испытуемой жилы. И чем длиннее кабель, тем больше времени держите заземление.

>

Электрическая прочность — электроизоляционный материал

Электрическая прочность электроизоляционных материалов определяется напряженностью поля, при которой происходит пробой диэлектрика толщиной 1 мм.

Схема установки для определения электрической прочности при переменном напряжении.| Схема установки для определения электрической прочности при постоянном напряжении.

Универсальная пробойная установка УПУ-1 предназначена для испытаний электрической прочности электроизоляционных материалов при постоянном и переменном напряжении, а также для оценки порядка величины сопротивления изоляции испытываемых деталей.

Глубина необратимых превращений в структуре и сопутствующее им снижение электрической прочности электроизоляционных материалов зависят от поглощенной дозы ионизирующих излучений. Электрическая прочность деструктирующихся при облучении ( полимеров уменьшается при такой поглощенной дозе, когда резко ухудшаются их механические свойства.

Рост температуры выше определенных значений прежде всего приводит к снижению электрической прочности электроизоляционных материалов вследствие изменения их физико-химических свойств, что связано с опасностью пробоя изоляции обмоток и выходом двигателя из строя. В связи с этим одним из критериев выбора двигателя по мощности является температура его обмоток.

Дифференциальная и интегральная кривые вероятности играют важную роль не только-при определении электрической прочности электроизоляционных материалов, но также и при оценке других их свойств, когда требуется прибегать к статистическим методам обработки данных многочисленных наблюдений.

Эти общие требования к материалу электродов существенны не только при измерении удельных сопротивлений, но и при измерениях диэлектрической проницаемости, угла диэлектрических потерь и электрической прочности электроизоляционных материалов ( гл.

Величины, приведенные в табл. 71, выражают следующие понятия. Диэлектрическая проницаемость численно равна отношению емкости конденсатора при наличии между его обкладками испытуемого диэлектрика к емкости того же конденсатора при вакууме. Тангенс угла диэлектрических потерь tg 8 характеризует потери мощности, поглощаемой электроизоляционными материалами — в переменном электрическом поле. Электрическая прочность электроизоляционных материалов численно равна величине пробивного напряжения, отнесенного к толщине материала в точке пробоя.

В некоторых случаях может представлять интерес электрическая прочность материалов при повышенных частотах. Зависимость Еар от частоты приложенного напряжения определяется составом материала. Пр некоторых электроизоляционных материалов высокой нагревостойкости, полученные при испытаниях на переменном токе с частотами 50 и 103 Гц в вакууме с остаточным давлением 10 — 3 Па. Данные табл. 1.5 показывают, что повышение частоты до 103 Гц при измерениях в области температур 650 — 850 С существенно не изменяет электрическую прочность электроизоляционных материалов высокой нагревостойкости.

Порядок проверки сопротивления изоляции кабеля мегаомметром

Приходишь на объект, и видишь например следующую картину.

Перед непосредственно проверкой сопротивления изоляции надо убедиться, что:

  • жилы кабеля прозвонены и промаркированы (о прозвонке читайте тут)
  • на жилах кабеля, куда будем подавать напряжение нет грязи, нагори, краски (на жиле кабеля такого нет, но это может быть на заземлении, которое окрашивают или же оно может быть покрыто слоем ржавчины, тогда надо отскрести отверткой или ножом)
  • на другом конце кабеля никто не работает и кабель отсоединен от нагрузки и источника питания (не стоит подавать напряжение на монтажника, который может разделывать кабель с другой стороны, или замерять Rx кабеля с нагрузкой, также стоит проследить, чтобы мы не подали высокое напряжение на вторичные цепи и элементы, которые могут от 2500В прийти в негодность, поэтому иногда их просто мегерят на 500В)
  • кабель обесточен и предусмотрены меры, не допускающие случайную подачу напряжения на испытуемый кабель (замки, плакаты, выкачены ячейки)
  • если мегер-тест (измерение сопротивления изоляции) идет в комплексе с высоковольтными испытаниями, то нужно убедиться, что на втором конце кабеля (второй конец — противоположный от места испытания) выставлен человек или помещение заперто и огорожено с вывешенными плакатами
  • мегаомметр находится в исправном состоянии и годен к эксплуатации (клеймо поверки на корпусе и концы прибора испытаны)
  • вы имеете право и квалификацию работать с мегаомметром и производить данный вид работ (3 группа по электробезопасности и не просроченная проверка специальных знаний, плюс медосмотр)
  • провода мегаомметра должны иметь высокую изоляцию (тут можно еще сделать следующее: свести два провода мегаомметра и подать напряжение — значение должно быть нулевым, так как изоляции между проводами нет, а если развести — то бесконечность — так как сопротивление воздуха велико)

Напряженность поля пробоя

Напряженность поля, при котором происходит пробой, зависит от соответствующей геометрии диэлектрика (изолятора) и электродов, с которыми электрическое поле применяется, а также скорость увеличения приложенного электрического поля. Поскольку диэлектрические материалы обычно содержат мелкие дефекты, практическая диэлектрическая прочность будет значительно меньше, чем собственная электрическая прочность идеального бездефектного материала. Диэлектрические пленки обычно демонстрируют большую диэлектрическую прочность, чем более толстые образцы из того же материала. Например, диэлектрическая прочность пленок диоксида кремния толщиной около 1 мкм около 0,5ГВ / м. Однако очень тонкие слои (скажем, ниже 100 нм) становятся частично проводящими из-за электронное туннелирование.[требуется разъяснение] Многослойные тонкие диэлектрические пленки используются там, где требуется максимальная практическая диэлектрическая прочность, например, при высоком напряжении. конденсаторы и пульс трансформаторы. Поскольку диэлектрическая прочность газов зависит от формы и конфигурации электродов, она обычно измеряется как часть диэлектрической прочности газообразный азот.

Диэлектрическая прочность (в МВ / м или 106⋅вольт / метр) из различных распространенных материалов:

Вещество Диэлектрическая прочность(МВ / м)
Гелий (относительно азота)[требуется разъяснение] 0.15
Воздуха 3
Гексафторид серы 8.5–9.8
Глинозем 13.4
Окно стекло 9.8–13.8
Боросиликатное стекло 20–40
Силиконовое масло, минеральное масло 10–15
Бензол 163
Полистирол 19.7
Полиэтилен 19–160
Неопрен резинка 15.7–26.7
Дистиллированный воды 65–70
Высоко вакуум (200 мкПа)(ограничено полевой эмиссией) 20–40(зависит от формы электрода)
Плавленый кремнезем 470–670
Вощеная бумага 40–60
PTFE (Тефлон, экструдированный ) 19.7
PTFE (Тефлон, изолирующая пленка) 60–173
PEEK (Полиэфирэфиркетон) 23
Слюда 118
Алмаз 2,000
PZT 10–25

Пластмассовая изоляция

Жилы покрываются пластмассовой изоляцией с помощью экструзии. Это более технологично, чем мотать бумагу, а потом пропитывать и сушить. Пластмассовая изоляция лучше бумажной маслопропитанной по всем параметрам:

Кабель контрольный с пластмассовой изоляцией (КВБбШв)

— большая пропускная способность кабеля за счет увеличения длительно допустимой температуры жилы,

— высокий ток термической устойчивости при коротком замыкании,

— меньше вес и диаметр,

— можно прокладывать кабель на морозе без предварительного подогрева,

— нет ограничений по разнице уровней на трассе (ничего никуда не стечет),

— монтаж проще из-за отсутствия жидких компонентов.

Есть четыре вида пластмассовой изоляции.

ПВХ пластикат

Смесь поливинилхлоридной смолы с пластификаторами и стабилизаторами. Пластификаторы с добавлением антиоксидантов делают изоляцию гибкой и замедляют деградацию удельного электрического сопротивления.

Силовой кабель ВВГ нг с изоляцией из ПВХ пластификата

ПВХ не лучший изолятор, зато устойчив к агрессивным средам. Не поддерживает горения, но горит. Начинает разлагаться при 140° C и выделяет токсичный газ хлороводород. Свойства ПВХ ухудшаются от света, и пигментные добавки не вполне спасают.

ПВХ пластикат — самый популярный вид пластмассовой изоляции кабелей.

Сшитый полиэтилен (СПЭ)

По свойствам примерно то же, что ПВХ пластикат. Изоляция из сшитого полиэтилена применяется только на одножильных и трехжильных кабелях. Преимущество СПЭ перед ПВХ: меньшая толщина диэлектрика при равном рабочем напряжении на линии.

ПвВ — кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена

При использовании СПЭ в конструкцию кабеля включаются два полупроводниковых слоя: по жиле и по изоляции. Это нужно для выравнивания напряженности электрического поля и электромагнитной совместимости кабеля с внешними электрическими цепями.

Сшитый полиэтилен СПЭ отличается от обычного термопластичного ПЭ сохранением механических и электрических свойств при приближении к температуре плавления. Причина: сшивка полимерных нитей на молекулярном уровне с помощью реактивов или радиации. Это как производство термоусадочной трубки, но без раздувки.

Концевые и соединительные кабельные муфты

для кабелей с изоляцией ПВХ, сшитого полиэтилена и маслопропитанной бумаги. Перейти в каталог

Резина

Отличается повышенной гибкостью, влагозащитой и стоимостью, делается из каучуков. Силовые кабели в резиновой изоляции соединяют подвижные элементы с электросетью.

Кабель в резиновой изоляции имеет избыточный диаметр из-за округлой формы. Резина боится света и со временем теряет эластичность.

Кабеля КГ-Т силовой с изоляцией из резины

Помимо каучуковой, есть кремнийорганическая резина: кроме гибкости, она обладает повышенной термостойкостью.

Фторопласт

Максимально сильный диэлектрик, стойкий к высоким температурам и агрессивным средам. Фторопластовая изоляция очень дорогая, поэтому используется либо в жестких условиях эксплуатации, либо для высоковольтных греющих кабелей.

При равных габаритах кабели во фторопластовой изоляции передают большую мощность, чем кабели в СПЭ изоляции, не говоря уж о ПВХ.

Длительная электрическая прочность

Необходимая длительная электрическая прочность определяется по существу наибольшим рабочим напряжением и требуемым сроком службы оборудования.

Длительная электрическая прочность внутренней изоляции определяется не только собственной прочностью, но и иными характеристиками диэлектриков и в большой степени зависит от конструкции изоляции. Подробнее этот вопрос рассматривается в следующей главе. Здесь лишь отметим, для что обеспечения высокой длительной электрической прочности необходима однородная, сплошная изоляция. Около таких включений или в них могут возникать так называемые частичные разряды ( см. гл. Поэтому от диэлектриков требуется определенное сочетание качеств, обеспечивающих изготовление сплошной изоляции, отсутствие примесей и стойкость к воздействию частичных разрядов.

Длительная электрическая прочность внутренней изоляции не может быть непосредственно измерена в лабораторном эксперименте.

Длительная электрическая прочность резиновой изоляции является важной характеристикой, на основании которой определяется надежность работы, рассчитываются размеры изоляции и выбирается технология изготовления кабеля.

Длительная электрическая прочность твердой органической изоляции зависит от размеров изоляционной конструкции, причем определяющим является так называемый напряженный объем, т.е. объем диэлектрика, в котором напряженность электрического поля составляет не менее 85 % от ее максимального значения.

Благодаря высокой кратковременной и длительной электрической прочности бумажно-масляной изоляции вводы указанного типа имеют наименьшие радиальные размеры. Основной их недостаток — резкое ухудшение характеристик при увлажнении. В связи с этим к их конструкции предъявляются повышенные требования в отношении герметичности; маслорасширители непременно снабжаются специальными осушителями воздуха.

При расчете длительной электрической прочности кабеля с резиновой изоляцией, работающего на открытом воздухе, необходимо, кроме времени воздействия напряжения, учитывать также возможность увлажнения изоляции кабеля.

Требования к длительной электрической прочности внутренней изоляции изоляторов определяются наибольшим рабочим напряжением и необходимым сроком службы изолятора.

Кривая жизни изоляции из.

Основной причиной повышения длительной электрической прочности изоляции кабельных изделий при постоянном токе является отсутствие постоянной ионизации газовых включений в результате образования на стенках этих включений объемных зарядов, которые создают дополнительное электрическое поле, направленное против основного поля в кабеле, и ослабляют его.

Зависимость пробивной напряженности силовых бумажномасляных конденсаторов от времени выдержки при различных.

Влияние температуры и частоты на длительную электрическую прочность конденсаторов рассмотрено ниже.

Снижение электрической прочности диэлектрика конденсатора в процессе старения.

Во многих случаях для таких конденсаторов длительная электрическая прочность находится непосредственно из опыта путем определения кривых жизни Enf / ( т) для длительных периодов времени воздействия напряжения на испытуемые конденсаторы. Опыт ставится следующим образом.

Электрическая прочность при длительном воздействии рабочего напряжения ( длительная электрическая прочность) характеризуется зависимостью срока службы изоляции от значения воздействующего напряжения. Эта зависимость обычно строится в виде вольт-временных характеристик. Пример такой характеристики показан на рис. 4.5, а. Для многих видов изоляции эта зависимость, построенная в логарифмическом масштабе, близка к прямолинейной.