Ano ang dielectric na lakas?

Ang isang dielectric ay isang sangkap na hindi nagsasagawa ng mga de-koryenteng kasalukuyang (o napaka hindi maganda ang conductive). Mayroong isang bagay tulad ng "breakdown ng pagkakabukod," sa mga simpleng salita, kapag ang isang dielectric ay nagsisimula upang magsagawa ng kuryente (iyon ay, ito ay nagiging conductor), isang pagkasira ang nangyayari. At ang isang pagkasira ay nangyayari kung ang isang tiyak na halaga ng electric field ng isang sangkap ay lumampas. Iyon lamang ang halaga ng lakas ng patlang ng kuryente kung saan nangyayari ito at ang halaga ng lakas ng kuryente, para sa bawat sangkap ay may isang tiyak na threshold. Sa artikulong ito sasabihin namin sa mga mambabasa ng site Elecroexpert ano ang dielectric na lakas ng pagkakabukod at kung bakit maaari itong bumaba.

Nilalaman:

Pang-pisikal na kahulugan
Mga uri ng Breakdown
Gas at pagkakabukod
Mga dahilan para sa pagbaba ng lakas ng dielectric
Lakas ng kuryente ng mga kable ng kuryente

Pang-pisikal na kahulugan

Ang lakas ng electric field ay nagdaragdag sa pagtaas ng boltahe sa pagitan ng mga conductor, maaari itong maging isang plate ng isang capacitor o cable core (sa isang indibidwal na paikot-ikot), sa isang punto ay naganap ang pagkasira ng pagkakabukod. Ang halaga na nagpapakilala sa pag-igting sa oras ng pagkasira ay tinatawag na lakas ng kuryente at natutukoy ng pormula:

Dito: Ang U ay ang boltahe sa pagitan ng mga conductor, d ay ang kapal ng dielectric.

Ang lakas ng dielectric ay sinusukat sa kV / mm (kV / cm). Ang pormula na ito ay may bisa para sa mga flat conductor (sa anyo ng mga teyp o mga plato) na may isang pantay na layer ng pagkakabukod sa pagitan nila, bilang, halimbawa, sa isang capacitor ng papel.

Short circuit sa mga de-koryenteng aparato at mga cable na nangyayari nang tiyak dahil sa pagkasira ng pagkakabukod, sa sandaling ito ay bumangon electric arc. Samakatuwid, ang dielectric na lakas ay isa sa pinakamahalagang katangian ng pagkakabukod. Ang mga kinakailangan para sa dielectric na lakas ng pagkakabukod ng mga de-koryenteng kagamitan at mga pag-install ng elektrikal na may boltahe ng 1 - 750 kV ay inilarawan sa GOST 55195-2012 at GOST 55192-2012 (mga pamamaraan para sa pagsubok ng lakas ng kuryente sa site ng pag-install).

Mga uri ng Breakdown

Sa homogenous dielectrics, maraming uri ng pagkasira ang nakikilala - electric at thermal. May umiiral din ionization pagkasira, na kung saan ay isang kinahinatnan ng ionization ng mga inclusions ng gas sa isang solidong dielectric. Ang lakas ng kuryente ng mga dielectrics, sa maraming respeto, ay nakasalalay sa hindi kawastuhan ng patlang at ang paglitaw ng mga proseso ng ion ionization (intensity at likas na katangian) o iba pang mga pagbabago sa kemikal sa materyal. Ito ay humahantong sa ang katunayan na ang pagkasira sa parehong materyal ay nangyayari sa iba't ibang mga boltahe. Samakatuwid, ang boltahe ng breakdown ay tinutukoy ng average na halaga ayon sa mga resulta ng maraming mga pagsubok. Ang pag-asa ng lakas ng kuryente ng gas sa density (presyon) at ang kapal ng layer ng gas ay ipinahayag ng batas ng Paschen: U_atbp= f (pA)

Gas at pagkakabukod

Mukhang, paano nauugnay ang ionization ng mga gas at pagkakabukod ng mga de-koryenteng kagamitan? Ang gas at koryente ay konektado sa pinakamalapit na paraan, sapagkat ito ay isang mahusay na dielectric.At samakatuwid, ang isang gas medium ay ginagamit upang ibukod ang mga kagamitan na may mataas na boltahe.

Tulad ng ginamit na dielectric: hangin, nitrogen at gas. Ang Elegaz ay asupre hexafluoride, ang pinakapangakong materyal sa mga tuntunin ng pagkakabukod ng elektrikal. Para sa pamamahagi at pagtanggap ng mataas na boltahe ng koryente, higit sa 100 kV (pag-alis ng mga halaman ng kuryente, pagtanggap ng kuryente sa malalaking lungsod at iba pa), kumpleto ang switchgear (GIS).

Ang pangunahing lugar ng aplikasyon ng SF6 gas ay tiyak na switchgear. Ang gas, bilang karagdagan sa ginagamit bilang elektrikal na pagkakabukod, ay maaaring mangyari sa panahon ng pagpapatakbo ng mga kabus na puno ng langis (o mga cable na may pinapagbinhi na papel na pagkakabukod). Dahil ang pag-init ng pag-init at paglamig ng cable ay nangyayari bilang isang resulta ng pagpasa ng boltahe ng iba't ibang laki.

Ang salitang "thermal degradation" ay naaangkop sa mga kable na may pinapagbinhi na pagkakabukod ng papel. Ang pyrolysis ng selulusa ay gumagawa ng hydrogen, mitein, carbon dioxide at carbon monoxide. Sa proseso ng pag-iipon ng pagkakabukod, ang nagresultang mga pormasyon ng gas (na may pagtaas ng boltahe) ay nagdudulot ng pagsira ng ionization ng pagkakabukod. Dahil lamang sa mga ionization phenomena, ang mga kable ng kuryente na may pagkakabukod na gawa sa papel na babad na langis (na may malapot na impregnation) ay ginagamit sa mga linya ng kuryente na may mga boltahe hanggang sa 35 kV at mas kaunti at hindi gaanong ginagamit sa modernong enerhiya.

Mga dahilan para sa pagbaba ng lakas ng dielectric

Ang pinaka negatibong epekto sa dielectric na lakas ng isang pagkakabukod ay ipinagpapalit ng alternating boltahe at temperatura. Sa alternatibong boltahe, iyon ay, boltahe na nagbabago paminsan-minsan, halimbawa, ang power plant ay naglalabas ng 220 kV sa linya, dahil sa isang teknikal na pagkakamali o naka-iskedyul na pagkumpuni, ang halaga ng boltahe ay nabawasan sa 110 kV, pagkatapos ng pag-aayos ay muli itong 220 kV. Ito ay isang alternating boltahe, iyon ay, pagbabago sa isang tiyak na tagal ng oras. Ang alternating boltahe ay medyo pangkaraniwan. Ang average na halaga ng boltahe na ito ay natutukoy gamit ang graph:

O natutukoy ng pormula:

Ang temperatura ng pag-init ng cable, dahil sa daloy ng kasalukuyang electric, makabuluhang binabawasan ang buhay ng serbisyo ng conductor (ang tinatawag na pag-iipon ng pagkakabukod nangyayari). Ang pag-asa ng intensity ng breakdown sa iba't ibang temperatura ay ipinapakita sa graph:

Lakas ng kuryente ng mga kable ng kuryente

Ang pinakahihiling industriya ng lakas ng kuryente ay marahil ang mga produkto ng cable. Ang pangunahing uri ng mga cable na ginamit sa power engineering (na idinisenyo para sa rate ng boltahe hanggang sa 500 kV) ay mga cable na puno ng langis na may pagkakabukod ng papel.

Dagdag pa, ang mas mataas na rate ng boltahe para sa kung saan sila ay dinisenyo, mas mataas ang bigat ng cable. Ang langis ay ginagamit bilang impregnation degassed at mababang lagkit (MN-3, MN-4 at analogues). Ang isang pagtaas ng presyon ng langis ay humahantong sa isang pagtaas sa dielectric na lakas ng pagkakabukod ng langis-papel. Ang mga cable na may presyon ng 10-15 atmospheres ay ginagamit sa mataas na pag-igting, ang lakas ng halaga ay umaabot sa 15 kV / mm.

Sa mga nagdaang taon, ang mga cable na puno ng langis ay pinalitan ng mga cross-linked polyethylene cables (SPE cables). Ang mga ito ay mas magaan, mas madaling mapatakbo, at ang buhay ng serbisyo ay pareho. Bilang karagdagan, ang mga SPE ay hindi masyadong sensitibo sa mga pagbabago sa temperatura at hindi nangangailangan ng karagdagang kagamitan, tulad ng mga tank compensating tank (upang mabayaran ang labis na langis sa iba't ibang mga pagpilit). Ang mga kable na naka-link na polyethylene ay mas madaling i-install, ang mga pagwawakas at pagkabit ay mas madaling mapanatili.

Ang buong mundo ay bumubuo ng mga cable ng SPE (mga cable ng XLPE), ito ay humantong sa katotohanan na ang mga naturang conductor ay kapansin-pansin na mas mahusay sa kanilang mga parameter kaysa sa mga cable na puno ng langis:

Ang tanging disbentaha ng SPE ay masinsinang pag-iipon, gayunpaman, maraming mga pag-aaral ng lahat ng mga tagagawa ng mundo ang nagpapabagal sa prosesong ito. Ang tinaguriang mga pagsubok ay hindi na sanhi ng pagkasira ng pagkakabukod.Ang paglago ng pagkonsumo ng enerhiya sa modernong mundo ay pinasisigla ang pagbuo ng hindi lamang mga mapagkukunan ng kuryente, kundi pati na rin ang mga produkto ng cable at switchgear. Ang mga pag-aaral sa electric lakas ng pagkakabukod ay ang pangunahing pokus sa power engineering.