Qattiq dielektriklarning elektr mustahkamligini hisoblash

Qattiq dielektriklarning elektr mustahkamligini hisoblash

Qattiq dielektriklarning suyuq va gazsimon dielektriklardan ajralib turadigan farqi shundaki, elektr teshilish sodir bо‘lganda ularning elektr mustahkamligi qayta tiklanmaydi. Shu bilan birga qattiq dielektriklar о‘z mexanik mustahkamligini ham yо‘qotadi, ham ishdan chiqadi (farfor, shisha, keramika) yoki teshilish sodir bо‘lgan joyda о‘tkazuvchan kanal hosil bо‘ladi (plastmassa, rezina, qog‘oz).

Qattiq dielektriklar teshilishining uch xil kо‘rinishi mavjud: elektr, issiqlik, kimyoviy.
Elektr teshilishi kuchli elektr maydonida sodir bo'ladigan va dielektrikdagi zaryad kontsentratsiyasining keskin oshishiga olib keladigan elektron jarayonlar tufayli yuzaga keladi. Ko'pincha elektr teshilishi qisqa muddatli kuchlanish ta'sirida va past haroratlarda, dielektrikning sezilarli isishi ehtimoli istisno qilinganda sodir bo'ladi. Bir xil va bir muncha bir xil bо‘lmagan elektr maydon sharoitida qattiq dielektriklarning teshilish kuchlanishini quyidagi formula orqali baholash mumkin

qattiq dielektriklarning elektr mustahkamligi, kV/mm;
d – dielektrikning qalinligi, mm.
Qalinligi d=0.5÷4.4 sm bo'lgan yassi namunalar uchun bir jinsli bo'lmagan maydonda (yarim sharsimon elektrodning egrilik radiusi R, sm) tashqi izolyatsiya sifatida keng qo'llaniladigan elektrotexnik farforning elektr mustahkamligi quyidagi formulalar bilan aniqlanishi mumkin.
R ≥ 0.4⋅d bо‘lganda E_pr = 85⋅d^-0.37 , kV/sm
R< 0.4⋅d bо‘lganda E_pr = 65⋅d^-0.5 , kV/sm
Ushbu formulalardan elektr uzatish liniyalarida qo‘llaniladigan nayzasimon izolyatorlarning bosh qismidagi farfor qalinligini hisoblash uchun foydalanish mumkin (E_pr = 40-50 kV/sm).
R/r=1.5-3.5 bо‘lganda devorlari qalinligi d bо‘lgan farfor trubasimon izolyatorlar uchun

Likopchasimon osma izolyatorning optimal konstruksiyasi farfor (shisha) ning elektr mustahkamligini sharsimon (izolyator boshining yuqori qismi) qismidagi kabi silindrsimon (izolyatorning pastki qismi) qismlarida ham teng ta'minlashi kerak, ya'ni teshilish kuchlanishlari va ulardagi maksimal kuchlanganlik teng bo'lishi kerak
Sharsimon qism uchun

Silindrik qism uchun

bu yerda R va r – sfera hamda silindrning tashqi va ichki radiuslari, mos ravishda farfor uchun E_pr =80÷100 kV/sm.
Bir xil bo'lmagan elektr maydonida joylashgan dielektrikning qalinligi o'zgarganda, teshib o‘tish kuchlanishi qiymati kvadratik bog'liqlikdan aniqlanadi

bu yerda U_pr1 – tajriba asosida aniqlangan d₁ qalinlikdagi dielektrikning teshilish kuchlanishi;
U_pr2 - d₂ qalinlikdagi dielektrikning teshilish kuchlanishi.
Qattiq dielektrik uchun U_rab ni tanlash uchun quyidagi formuladan foydalaniladi

bu yerda K_zap – izolyatsiya elektr mustahkamligining zahira koeffitsiyenti (K_zap = 1.2÷10.0).
Masala yechish uchun namuna
3.1-masala. Moy to‘ldirilgan idishda silindrsimon elektrodlar orasida qalinligi 0,2 mm bo'lgan getinaks plastinkasining elektr teshilishi amalga oshirildi. Teshish kuchlanishining amplitudasi 6 kV ga teng. Qalinligi 2.0 mm bo'lgan getinaks plastinkasining teshilish kuchlanih aniqlansin.
Yechish. Hisoblashlarda bir xil bo‘lmagan maydonda qattiq dielektriklarning teshilish kuchlanishini aniqlash uchun mos bo‘lgan formuladan foydalanamiz.
Quyidagiga ega bо‘lamiz



Mustaqil yechish uchun masalalar
3.1-masala. Ikkita 8 mm diametrli sterjensimon elektrodlar orasiga joylashtirilgan diametri 10 sm va qalinligi 0,5 sm bо‘lgan silindrsimon farfor disk uchun tо‘liq va yuza bо‘ylab teshib о‘tish kuchlanishini aniqlang. Bunda yuza qismining о‘rtacha kuchlanganligi 5.2 kV/sm va tо‘liq teshib о‘tish о‘rtacha kuchlanganligi 30 kV/m ga teng deb olinadi.
Javob. 150 kV; 5.5 kV.
3.2-masala. Silindrsimon elektrodlar orasida qalinligi 0.1 mm bo'lgan slyuda plastinkasining elektr teshilishi amalga oshirildi. Bu holda teshib o‘tish kuchlanishi 8 kV bo'lib chiqdi. Qalinligi 1.0 mm bo'lgan slyuda plastinaning teshilish kuchlanishini aniqlang.
Javob. 25.3 kV.
3.3-masala. Agar izolyatsiyaning teshilish kuchlanishi 40 kV/mm bo'lsa, tok o'tkazuvchi tola radiusi 0.9 sm va izolyatsiyasining qalinligi 1.1 sm bo'lgan bir tolali kabel izolyatsiyasining teshilish kuchlanishini aniqlang.
Javob. 288 kV.
3.4-masala. Farfor izolyator 0°C da dielektrik isrof burchagi tangensi 0.8% ni, 83°C da 1.6% ni tashkil etdi. Agar ular eksponentsial qonun bo‘yicha o'zgarsa, isrof ortishining harorat koeffitsientini aniqlang,
Javob. 0.0083.