Электрическое старения

Продолжительное воздействие электрического поля высокой напряженности приводит к необратимым процессам в диэлектрике, в результате которых его пробивное напряжение снижается, т.е. происходит электрическое старение изоляции. Вследствие такого старения срок службы изоляции ограничен. Кривую зависимости 1/ от времени приложения напряжения называют кривой жизни электрической изоляции. [c.116]

Нефтяные масла склонны и к электрическому старению, т.е. они могут ухудшать свои свойства под действием электрического поля высокой напряженности. Для пропитки конденсаторов с целью получения повышенной емкости в данных габаритных размерах конденсатора желательно иметь полярный жидкий диэлектрик с более высоким, чем у неполярных масел, значением Ег. Для этих целей служат синтетические жидкие диэлектрики по тем или иным свойствам превосходящие нефтяные электроизоляционные масла. [c.130]

Основной причиной электрического старения полимеров являются частичные разряды, особенно интенсивные на переменном на- [c.181]

Механическое воздействие (например, многократная деформация) ускоряет старение. Влага на старение полимеров действует менее существенно. Электрическое старение полимерных диэлектриков (снижение электрической прочности, например, в кабелях, конденсаторах, обмотках электродвигателей) может происходить при достаточно высоком напряжении путем ионизации под действием озона и оксидов азота, образующихся при этом. Такое старение протекает при постоянном напряжении медленнее, чем при переменном. [c.106]

В сильном электрическом поле в связи с электропереносом зарядов в диэлектрике происходят необратимые изменения свойств — электрическое старение и пробой, сопровождающийся для твердых диэлектриков разрушением. Пробой наступает при достижении некоторого порогового поля, выше которого электрическая прочность (характеризуемая малым и стационарным током) нарушается. При пробое ток через диэлектрик катастрофически возрастает и сквозь диэлектрик проходит мощный электрический разряд (искра или дуга). [c.51]

Существенное различие в механизмах электрического старения полимеров и кристаллов (поликристаллов) заключается прежде всего в том, что старение полимеров более интенсивно происходит в переменном поле, причем долговечность изменяется обратно пропорционально частоте (тд и ). В кристаллах и поликристаллах, напротив, электрическое старение протекает преимущественно при постоянном напряжении. [c.57]

Резкий рост электрического тока при неизменном напряжении показывает, что компенсация акцепторов заканчивается, ио концентрация доноров продолжает нарастать. Отметим, что если после второго этапа старения напряжение выключить, то через некоторое время первоначальные свойства диэлектрика восстанавливаются. Эта регенерация свойств значительно ускоряется нагреванием диэлектрика, а также при приложении к нему электрического поля противоположной полярности. По этой причине электрическое старение неорганических диэлектриков не происходит при переменном напряжении. [c.58]

При исследовании электрического старения полимеров контролировать увеличение тока перед пробоем обычно не удается. Дело в том, что основной причиной старения полимеров является нестационарный процесс—так называемые дробные разряды, возникающие в газовых (воздушных) включениях, которые являются весьма распространенными дефектами высоковольтной полимерной изоляции или высокомолекулярных пленочных пьезо-пироэлектриков. Дробные разряды представляют собой неупорядоченные импульсы тока, интенсивность которых меняется со временем. Кроме того, эти разряды характерны преимущественно при воздействии на диэлектрик переменного напряжения (при постоянном напряжении дробные разряды влияют на старение в основном при повышенных напряжениях и температурах). [c.59]

Электрическое старение полимеров может быть вызвано многими факторами. Основными являются следующие [c.60]

Большинство из перечисленных выше механизмов электрического старения обсуждались в научной литературе [8] в связи с электрическим старением полимерных пленок. Вследствие дробных разрядов возникает эрозия — уменьшение толщины пленки в области воздействия разрядов. Эрозия сопровождается газовыделением, причем на поверхности полимера в области эрозии обнаруживаются как жидкие, так и кристаллические продукты электрохимических реакций. При исследовании инфракрасных спектров полимеров, подвергнутых ионизационному старению, обнаруживается появление новых полос поглош,ения. Все это говорит о том, что при старении полимеров происходит изменение их структуры— деструкция. Скорость развития деструкции зависит от интенсивности дробных разрядов, которая повышается с частотой. Поэтому с ростом частоты испытательного напряжения долговечность изделий из полимера уменьшается. [c.61]

В то же время интенсивность окислительной деструкции полимеров при радиационном старении может быть снижена ориентационной вытяжкой полимера, при которой возрастает плотность упаковки полимерных цепей, затрудняющая диффузию озона и кислорода в глубь образца, и повышается стойкость полимеров к старению. Однако при больших степенях вытяжки, когда ориентация завершена, а дальнейшая вытяжка лишь уменьшает толщину образца (появляются микро- и субмикротрещины), опять облегчается диффузия озона и кислорода в глубь образца и стойкость полимерных диэлектриков к радиационному и электрическому старению резко понижается. [c.61]

При длительном воздействии на диэлектрик электрического поля электрическая прочность его постепенно снижается, и пробой может произойти при напряжении, меньшем, чем то, которое вызывает пробой при кратковременном приложении напряжения. Процесс, сопровождающийся ухудшением свойств диэлектрика при длительном приложении электрического поля, называется электрическим старением. Разрушение обусловлено медленным изменением химического состава и структуры диэлектрика. Основной причиной ухудшения свойств является возникновение разрядов в газовых включениях неоднородной изоляции. Разряды вызывают ионизацию газов — распад на ионы и электроны, вследствие чего возникают местные перегревы и местные разрушения. Ниже приведены величины пробивного напряжения некоторых электроизоляционных материалов [c.11]

Диэлектрические потери, наблюдаемые в сегнето-электриках, связаны с явлением спонтанной поляризации. Поэтому потери в сегнетоэлектриках значительны при температурах ниже точки Кюри, когда имеет место спонтанная поляризация. Потери этого вида возрастают с частотой приложенного напряжения. При температурах выше точки Кюри потери в сегнетоэлектриках уменьшаются. Электрическое старение сегнетоэлектрика со временем сопровождается некоторым уменьшением потерь. [c.79]

В сегнетоэлектриках наблюдается явление электрического старения, выражающееся в падении величины диэлектрической проницаемости со временем. Возможная причина этого явления — перегруппировка доменов. Особенно резкое изменение диэлектрической проницаемости со временем наблюдается в сегнетоэлектриках при температурах, близких к точке Кюри. Нагревание сегнетоэлектрика до температуры выще точки Кюри возвращает значение диэлектрической проницаемости до нормальной величины. Такое же восстановление диэлектрической проницаемости можно осуществить путем воздействия на сегнетоэлектрик электрического поля повышенной напряженности. [c.34]

Интервал рабочих температур нефтяных масел, ограничиваемый, с одной стороны, температурой застывания или чрезмерного повышения вязкости и, с другой стороны, температурой начала быстрого теплового старения в данных условиях эксплуатации, сравнительно узок. Нефтяные масла склонны и к электрическому старению, т. е. они могут ухудшать свои свойства под действием электрического поля высокой напряженности. Для пропитки конденсаторов [c.133]

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СТАРЕНИЕ ТВЕРДЫХ ДИЭЛЕКТРИКОВ И НАДЕЖНОСТЬ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ [c.1]

В книге излагаются результаты экспериментальных исследований закономерностей и причин электрического старения твердых диэлектриков, приводится теоретический анализ различных гипотез [c.2]

Известно, что в результате длительного воздействия электрического поля, особенно при повышенной температуре, диэлектрики (или электрическая изоляция) постепенно ухудшают основные свои свойства — происходит электрическое старение, завершающееся, в конечном счете, пробоем диэлектрика (выходом изоляции или диэлектрической детали из строя). [c.3]

Изучение причин, вызывающих электрическое старение изоляции, и закономерностей старения (зависимостей времени жизни диэлектрика от напряженности поля и температуры, при которых происходит его эксплуатация) является необходимым условием для выработки научно обоснованных и достаточно достоверных методов расчета аппаратуры на надежность. [c.3]

Книга состоит из четырех глав. В первой главе изложены результаты изучения закономерностей электрического старения диэлектриков. Одной из основных характеристик электрического старения является время жизни т — время от момента подачи напряжения на электроды образца до пробоя. Зависимости т от [c.3]

Электрохимический пробой (электрическое старение) обусловлен медленными изменениями химического состава и структуры диэлектрика, которые развиваются под действием электрического поля или разрядов в окружающей среде. Время ра )нптия электрохимического пробоя составляет 10 — 10 с и называется временем жизни диэлектрика. С увеличением напряжения или температуры как правило, уменьшается Процесс электрохимического пробоя развивается в электрических полях, значительно меньших, чем электрическая прочность диэлектрика. [c.171]

В сегнетоэлектриках наблюдается явление электрического старения, выражающееся в уменьшении диэлектрической проницаемости со временем (рис. 1-11). Возможная причина этого явления — перегруппировка доменов. Особенно резкое изменение диэлектрической проницаемости со временем наблюдается в сегнетоэлектриках при температурах, близких к точке Кюри. Нагревание сегне-тоэлектрика до температуры выше точки Кюри и последующее охлаждение возвращает диэлектрическую проницаемость к прежнему [c.28]

Нефтяные масла склонны и к электрическому старению, т. е. они могут ухудшать свои свойства под денстБне.м электрического поля высокой напряженности. Для пропитки К0иденсат01)01 с целью получения повышенной емкости в данных габаритных размерах кондоисатора ж лательно иметь полярный жидкий диэлектрик с более высоким, чем у неполярных нефтяных масел, значением е . [c.100]

Ранее предполагалось, что для диэлектриков в основном характерна ионная и молионная электропроводность. Чтобы подчеркнуть это обстоятельство, диэлектрики назывались электролитами, потому что при ионной электропроводности на постоянном напряжении происходит перенос вещества — электролиз. Очевидно, что при этом проводимость изменяется со временем из-за истощения носителей заряда, так как в любом диэлектрике количество свободных ионов или молионов ограничено, а на постоянном напряжении эти носители постепенно мигрируют в приэлектродную область и там накапливаются [1]. Таким образом, ионная или молионная электропроводность является одной из причин электрического старения диэлектриков (см. 2.4), В переменном электрическом поле, однако, накопления ионов в приэлектродной области не происходит, проводимость диэлектрика, в том числе ионная и молионная, стационарна. [c.42]

В сильных электрических полях проводимость диэлектриков повышается и зависимость а(Е) становится нелинейной. Однако, если величина электрического поля не превышает порогового значения, изменения электрических свойств диэлектриков остаются обратимыми. Напротив, если величина электрического поля превышает это пороговое значение, то в диэлектрике происходят необратимые изменения свойств — электрическое старение и пробой. Необходимо отметить, что электрофизическим параметром диэлектрика является только пробивная напряженность при электронном пробое. Величина пробивной напряженности при элвктротепловом и электрохимическом механизмах пробоя в значительной мере определяется случайными факторами (зависит от окружающей диэлектрик среды или от примесей) и не может служить точной характеристикой того или иного электроизоляционного вещества. [c.56]

Время развития электрохимических процессов при старении, т. е, время, проходящее между включением напряжения и разрушением диэлектрика в электрическом поле, принято называть долговечностью диэлектрика или сроком службы (иногда — временем жизни) Тд. Как и при других формах пробоя, Тд оказывается тем меньше, чем выше величина электрической напряженности. Электрическому старению подвержены в основном органические диэлектрики (по-Л1. меры), но в ряде случаев это явление отмечалось и для неорганических твердых диэлектриков (кристаллов и поликристаллов). Механизмы электродеграда-иип в этих классах диэлектриков различны, но некоторые экспериментальные характеристики, описывающие старение, имеют общие черты. [c.56]

Остановимся сначала на особенностях электрического старения неорганических твердыл диэлектриков. Механиз.мы старения в этих диэлектриках могут бьть связаны как с ионным, так и с электронным переносом заряда. [c.57]

Явления электрического старения в твердых диэлектриках могут быть связаны также с электроииой электропроводностью, но в этом случае необратимые изменения происходят обычно лишь при достаточно высоких напряженностях электрического поля. Такое старение подробно исследовалось в керамических и монокристалличеоких диэлектриках, содержащих окись титана, а также в ЩГК, в которых электронный механизм электропроводности в сильных полях преобладает над ионным. [c.57]

Дополнительно установлено, что в ЩГК под действием сильного электрического поля возрастание плотности тока и электрическое старение сопровождаются окрашиванием кристаллов — появлением так называемых f-центров. Эти дефекты кристаллической структ ы состоят из анионной вакансии и локализованного вблнзн нее электрона (f цeнтpы могут быть созданы в кристалле и другими методами). Электропроводность окрашенных кристаллов (в особенности фотопроводимость) резко повышается н иосит электронный характер. [c.58]

Таким образом, старение неорганических диэлектриков в сильном электрическом поле обусловлено, во-первых, захватом электронов анионными вакансиями (обратимые процессы), а во-вторых, развитием необратимых процессов, подготавливающих инжекцию электронов (или дырок), которая и приводит к электрическому пробою. Непременным условием развития электрического старения, как показано Койковым и сотрудниками [8], является наличие ионной составляющей проводимости. Наиболее интенсивно старение происходит в том случае, когда ионная н электронная составляющие тока примерно одинаковы. Хотя за развитием процессов старения в кристаллах и поликристаллах удается наблюдать по изменению тока со временем, физические процессы электродеградации кристаллов остаются во многих деталях неясны. [c.59]

Развитие дендритов (триингов) — ветвящихся тонких трубочек, которые заполнены газом, образовавшимся при разложении полимера. Формирование в области дендрита микроударных волн, приводящих к механическому разрушению полимера (механическая прочность полимера, как и электрическая, снижается при электрическом старении за счет радиолиза, обусловленного насыщением полимера объемным электрическим зарядом). [c.60]

Преобладающий механизм электрического старения (деградации) полимеров зависит от химического состава и строения полимера, а также от геометрических размеров и фо1рмы образцов и изделий, применяющихся в качестве электрической изоляции [8, 9], [c.60]

На молекулярные процессы, развивающиеся в полимерах при воздействии электрических разрядов, существенно влияют механические деформации полимера, уменьшающие интенсивность рекомбинации п сшивки макрорадикалов и изменяющие скорость окислительных реакций. Как правило, даже малые растягивающие напряжения (если они пе вызывают ориентации полимерных цепей) увеличивают скорости окнслительно-деструктвпых процессов н препятствуют сшивке полимерных цепей, что значительно изменяет электрические характеристики полимеров и ускоряет электрическое старение. [c.61]

Требования к надежности электрической изоляции в последнее время существенно возросли, и это, естественно, вызвало расширение исследований в области электрического старения диэлектриков. Однако до настоящего времени ни у нас в стране, ни за рубежом нет монографий, в которых обобщался бы опыт и результаты исследований закономерностей и механизма электрического старения диэлектриков, применения этих закономерностей для анализа надежности электрической изоляции (диэлектрических деталей). Авторы надеются, что предлагаемая вниманию читателя книга в некоторой степени восполнит этот пробел. Основное внимание в книге уделяется обобщению результатов исследований, которые в течение ряда лет проводились на кафедре физики диэлектриков и полимеров ЛПИ им. М. И. Калинина при содействии Ленинградского объединения Радиодеталь и объединения Светлана . Соавторами результатов этих исследований являются также сотрудники кафедры В. Я- Куннн, В. А. Парибок, М. Н. Розова, О. С. Романовская, Г. Б. Семушкин, В. А. Фомин, А. Шакиров и ряд студентов старших курсов. [c.3]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...