ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Методика определения диэлектрических свойств материалов в разных газовых средах из "Электроизоляционные материалы высокой нагревостойкости " Специфичность требований, предъявляемых к материалам высокой нагревостойкости, и необычность условий их работы вызвали необходимость разработки новых методов испытаний в разных газовых средах при высоких температурах и специального оборудования [14, 15]. При этом решался ряд проблем, таких как выбор материалов и конструкций электродов, измерительных и вводов высокого напряжения, высокотемпературных нагревателей, а также создания устройств, моделирующих комплексное воздействие разных газовых сред, высокой температуры и электрического поля. [c.10] Применение платины, наносимой на образец методом катодного напыления, в сочетании с накладными электродами из платины или нержавеющей стали, обкатанной платиной в плоскости соприкосновения с образцом, создает надежный контакт в процессе определения диэлектрических свойств материалов при 20—600°С. Для удобства измерений, связанных с высокими температурами и ограниченными по объему измерительными камерами, выбраны электроды с оптимальными в этих условиях габаритными размерами диаметр измерительного электрода 25 мм, электрода высокого напряжения 40 мм, ширина охранного кольца 5 мм. При 300—600°С возможно применение двухэлектродной системы, что не вносит существенных ошибок в результаты измерения удельного объемного сопротивления р и тангенса угла диэлектрических потерь (табл. 1.1 и 1.2) и значительно упрощает метод измерения при высоких температурах, так как при одновременном измерении большого количества образцов без нарушения режима исследований необходимо применение манипуляторов для перестановки электродов или образцов. [c.11] В табл. 1.1, резко растут уже при температуре около 300 С. [c.13] Образцы материалов, предназначенных для определения р, и е, представляют собой диски диаметром 50 мм или пластины размерами 50X50 мм при толщине 0,1—3,0 мм. При определении электрической прочности Ещ, могут использоваться образцы в виде листов размерами 100X100 мм, толщиной 0,1—2,0 мм, дисков диаметром 50 мм, толщиной 1,0—3,0 мм или стаканчиков из керамических материалов с толщиной дна (испытательный участок) 0,5—1,0 мм (диаметр 25 мм). [c.13] Соединительные проводники желательно применять платиновые, сохраняющие достаточную проводимость при высоких температурах, не окисляющиеся в воздушной среде и не сублимирующие в глубоком вакууме, а соединять проводники с электродами сваркой. [c.13] Нагревательные устройства могут быть разных конструкций. Наиболее распространенными являются два типа конструкций 1) нагревателем и измерительной камерой одновременно служит муфельная печь, в которую вмонтированы электроды и помещены образцы [16, 17, 19, 35] 2) измерительная камера или ячейка с электродом и образцом смонтирована самостоятельно, а нагреватель надевается в процессе испытаний [23, 25, 26]. [c.14] Установки первого типа допускают одновременное исследование нескольких образцов, однако при этом им присуще неравномерное распределение тепла в рабочем объеме. В установках второго типа, как правило, исследования проводят на одном малогабаритном образце. [c.14] Существует мнение [27] о том, что определение свойств диэлектриков при высоких температурах целесообразно проводить в глубоком вакууме, где затруднено окисление электродов и подводящих проводов, а также уменьшается вероятность загрязнения контактов в результате диффузии посторонних примесей из окружающей среды. Условия работы нагревательных элементов в вакууме отличаются от условий работы в газонаполненных устройствах характером теплопередачи от нагревателя к исследуемым образцам (излучение) и наличием испарения материала нагревателя (сублимация) [27,28,36]. [c.14] С точки зрения технологичности при изготовлении нагревателей, предназначенных для использования в устройствах, работающих при температурах до 700— 800°С, целесообразно применять нихром марки Х20Н80 и сплав 0Х27Ю5А для работы в воздушной среде, а молибден—для работы в глубоком вакууме. Конструкции нагревательных устройств описаны в 1.2. [c.14] Наиболее удачной, с нашей точки зрения, является конструктивное решение, принцип которого заключается в том, что изоляцией вводов в измерительной (горячей) зоне служит зазор воздуха, инертного газа или вакуума (в зависимости от условий испытаний), размеры которого обеспечивают хороший уровень сопротивления и электрической прочности. Крепление вводов и их изоляции от измерительных камер осуществляется извне при температуре, не превышающей 50°С. В воздушной среде такой изоляцией могут служить нагревостойкие пластики, в вакуумных установках — вакуум-плотная резина. Такая конструкция вводов обеспечивает постоянство сопротивления и электрической прочности изоляции вводов во всем диапазоне температур. [c.15] Примечание. В числителе—-при постоянном токе, в знаменателе—при переменном. [c.16] Принято определять удельное сопротивление образцов как р—Я31с1, где R — сопротивление, показываемое прибором. Ом 5 — площадь измерительного электрода, м2 й — толщина образца, м. [c.17] Примечание. При постоянном токе и температуре 15—35°С происходит перекрытие по поверхности. [c.17] Электроизоляционные материалы высокой нагревостойкости используются преимущественно для работы при переменном токе технической частоты. Поэтому и исследовать электрическую прочность целесообразно в этих условиях [17, 37—40]. Может быть рекомендован метод определения 1 р путем плавного подъема напряжения со скоростью примерно 500 В в 1 с до пробоя образца. При этом погрешность измерения суммируется из погрешностей при определении напряжения пробоя [/пр и толщины материала и составляет примерно 10— 15%- Это значение, как правило, меньше значений, получаемых за счет разброса данных, обусловленного неоднородностью материалов, и составляющих 15—30% при комнатной температуре и 20%—при 600°С. [c.18] В некоторых случаях может представлять интерес электрическая прочность материалов при повышенных частотах. Зависимость Вар от частоты приложенного напряжения определяется составом материала. Например, для пластмасс на основе асбеста и органических связующих отношение электрической прочности, определенной при 103 и 50 Гц, равно 0,5—0,6, для стеклотекстолита на кремнийорганической смоле 0,99, для материалов высокой нагревостойкости на основе слюды 0,8—0,9, на основе асбеста 1,0. В табл. 1.5 приведены сравнительные результаты определения 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. [c.18] Вернуться к основной статье