Твердые диэлектрики и их особенности.

Твёрдые диэлектрики (стекло, фарфор, бумага, картон, полимеры) очень широко применяются в изоляционной технике, причём не только из-за повышенных изоляционных характеристик, но и обладающих высокими механическими параметрами и являются элементами конструкции электроустановок.

При создании и эксплуатации твёрдых диэлектриков необходимо использовать их характеристики. Как правило этого не удается, вследствие множества влияющих факторов. В силу этого в практике в значительной мере ориентируются на экспериментальные результаты исследований и большой опыт эксплуатации твёрдых диэлектриков.

Характеристики твёрдых диэлектриков.

1.Механические:

- прочность на разрыв

- прочность на сжатие

- прочность на изгиб

- твердость

- вибростойкость

Все эти хар-ки зависят от вида материала и всегда важны при его выборе для изоляции.

2.Тепловые:

- нагревостойкость

- теплопроводность

Согласно рекомендаций МЭК и ГОСТ 88.65 все изоляционные материалы по нагревостойкости разделены на 7 классов.

Под нагевостойкостью понимается максимально допустимая рабочая тем-ра тв. диэлектрика.

Класс	Y	A	E	B	F	H	C
°	90	105	120	130	155	180	>180

Тепловые характеристики связаны с электрическими и в значительной степени определяют срок службы, условия и надёжность работы изоляционных конструкций.

Для твёрдых диэлектриков приято различать 2 типа проводимости:

1. Объемная – обусловлена движением положительных и отрицательных ионов, а в сильных полях (больше 100кВ/см) и движением свободных электронов.

2. Ионная – это тип проводимости тв. диэлектриков имеет место, как в слабых, так и в сильных полях. Создающие эту проводимость ионы могут относится к основным компонентам твёрдых диэлектриков так и к примесям.

Электронная проводимость определяется движением свободных электронов, которые могут образовываться в результате 3-х процессов:

ü эмиссия электронов с поверхности катода;

ü эмиссия дырок;

ü туннельный эффект – это переход электронов из свободной зоны в зону проводимости.

Электропроводность твёрдых диэлектриков характеризуется удельной объемной проводимостью  

( ). в тв. диэлектрике зависит от тем-ры:

где - удельная объёмная проводимость при 20⁰С;

- температурный коэффициент (0,001 0,004)

Удельная объемная проводимость зависит от напряжённости:

- проводимость в слабых полях.

Поверхностная проводимость зависит от состояния поверхности твёрдого диэлектрика, степени ее загрязнения и увлажнения. В силу этого, в силу этого для одного и тоже твёрдого диэлектрика колеблется в диапазоне нескольких порядков, то токи утечки на несколько порядков выше токов объёмной проводимости.

Твёрдые диэлектрики могут классифицироваться от

Если , то твёрдые диэлектрики называются неполярными

Если , то твёрдые диэлектрики называются слабополярными

ε _r большинства твёрдых диэлектриков в допустимом диапазоне температур меняется в сравнительно нешироких пределах.

При переменном напряжении ε _r оказывает определённое влияние на распределение напряжённости электрического поля по слоям многослойного диэлектрика, что часто используется для регулирования электрического поля.

Удельные объёмные потери в твёрдом диэлектрике при переменном напряжении записываются по известной формуле

Tgδ зависит от температуры