2,2,1, Hlavní charakteristiky dielektrik: elektrické a fyzikálně-mechanické.
2.2.1 Polarizace pevných dielektrik. Fyzikální podstata polarizace. Pole uvnitř dielektrika. Typy polarizace. Energetické ztráty při pomalých typech polarizace. Dielektrická konstanta. Dielektrická konstanta kompozitních materiálů. Závislost dielektrické konstanty na teplotě a frekvenci. Dielektrická hystereze v materiálech se spontánní polarizací. Ekvivalentní obvod dielektrika se všemi typy polarizace. [1, str. 42-64, str. 229-235]
2.2.2 Elektrická vodivost pevných dielektrik. Povaha elektrické vodivosti. Závislost proudu dielektrikem na čase. Posuvný a absorpční proud. Prostřednictvím proudu. Závislost elektrické vodivosti na teplotě. Vliv vlhkosti. Měrný objemový a plošný odpor, faktory určující jejich hodnotu. Vnitřní odpor. Měření odporu. [1, str. 30-43].
2.2.3. Energetické ztráty v dielektriku. Definice a základní pojmy. Druhy ztrát. Zjednodušený ekvivalentní obvod pevného dielektrika a vektorový diagram proudů procházejících dielektrikem. Úhel ztráty. Hodnota tg pro posouzení kvality dielektrika. Přípustné hodnoty tg při různých frekvencích a napětích. Výraz pro dielektrické ztráty. Vliv tg na výši ztrát. Ztrátový poměr. Závislost tg na vlhkosti, přítomnosti vzduchových inkluzí a teplotě. Hodnoty tg pro různé skupiny dielektrik. Měření hodnoty tg. Schéma měřicího můstku při 50 Hz. Normální a převrácená schémata.[1, s.85-101, 2, s. 14-16]
2.2.4 Rozpad pevných dielektrik. Elektrická pevnost. Rozpisové formuláře. Elektrický průraz a jeho vlastnosti. Elektrotepelný průraz. Rovnice tepelné rovnováhy, její grafické řešení. Vliv vytápění z cizích zdrojů. Závislost elektrické pevnosti pro různé formy průrazu na teplotě, frekvenci, tloušťce dielektrika, povaze dielektrika, době působení napětí, tepelné vodivosti dielektrika. Elektrochemický rozklad. Stárnutí izolace, jeho druhy. Částečné výboje a jejich vliv na průraz vysokonapěťové izolace. Dendrity. Stanovení elektrické izolační pevnosti. [1, s. 101-102,129, 152-XNUMX]
2.2.5 Fyzikálně-chemické a mechanické vlastnosti dielektrik.
Vlastnosti vlhkosti. Absolutní a relativní vlhkost a její vliv na míru absorpce vlhkosti dielektrikem. Hygroskopičnost. Absorbce vody. Propustnost vlhkosti. Škodlivý účinek vlhkosti na elektrické vlastnosti materiálů, způsoby, jak tento účinek snížit. Pórovitost a její vliv na elektrické vlastnosti izolace. Role impregnace.
Tepelné vlastnosti. Tepelná vodivost. Odolnost vůči teplu. Třídy tepelné odolnosti. Odolnost proti jiskrám, odolnost proti oblouku. Odolnost proti chladu. Bod vzplanutí. Teplota vzplanutí.
Chemické vlastnosti. Chemická odolnost. Odolnost vůči oleji. Odolnost vůči ozónu. Radiační odolnost. Tropická odolnost. [1, str. 153-164]. Mechanické vlastnosti. Specifická rázová houževnatost; pevnost v tlaku, tahu a ohybu. Prodloužení při přetržení [1, s.73-79]
Dielektrické materiály. Struktura a vlastnosti.
2.2.6 Obecné pojmy o polymerních sloučeninách a jejich vlastnostech. Lineární a prostorové polymery. Termosetové a termoplastické polymery. Klasifikace polymerů podle původu a chemického složení. [1, str. 101-107].
Klasifikace dielektrik podle původu a chemického složení. Plynná, kapalná a pevná dielektrika. Organické a anorganické materiály. Aktivní a pasivní dielektrika.
2.2.7. Polymerní sloučeniny. Pryskyřice. Přírodní pryskyřice: šelak, kalafuna, jantar. Syntetické pryskyřice.
Termoplastické polymery. Polyethylen. Polypropylen. Polyisobutylen. Polystyren. Polyvinylchlorid (vinylový plast). Polymethylmethakrylát (plexisklo). Polyvinylacetaly (viniflex). Polyethylentereftalát (lavsan). Polyamidy (nylon, nylon). Polykarbonáty (Diflon). Polyuretany. Ethery celulózy (nitrocelulóza, triacetát celulózy). Organofluorové pryskyřice (polytetrafluorethylen, polytrifluorethylen).
Termosetové polymery. Fenolformaldehyd (bakelit, novolak). Anilin-formaldehyd (sovenit). Glypthal. pentaftalové. Epoxid. Vlastnosti, použití v elektrotechnice, výhody a nevýhody materiálů. Speciální vlastnosti jednotlivých pryskyřic (zvýšená tepelná odolnost, vlastnosti generující plyn, odolnost proti sledování, možnost použití ve vysokofrekvenčních zařízeních atd.). Aplikace pryskyřic pro výrobu vláken a fólií. [1, str. 107-126].
2.2.9 Organokřemičité elektrické izolační materiály. Organokřemičité pryskyřice (polyorganosiloxany), laky, pryž. Výhody nevýhody.
2.2.14.Plasty. Složení a způsoby výroby plastů. Materiály používané jako plniva a pojiva. Výhody plastů oproti jiným materiálům. Lisovací prášky. Lisované materiály s vláknitými plnivy: sklolaminát, asbomasa, sklolaminát [1, s. 196-197].
Lisované materiály s plošným plnivem (laminované plasty). Getinax, skleněný getinax, fóliový getinax, textolit, sklolaminát, dřevem laminované plasty, azbestové plasty. Aplikace. [1, str. 198-199].
2.2.8.Elastomery. Přírodní a syntetický kaučuk. Složení, klasifikace a vlastnosti elektrokaučuku, jejich výhody a nevýhody. Použití gumy. Thiuram a sazí pryž. Ebonit. Syntetické kaučuky: butadien, chloropren, organosilikon. [1, str. 155-160].
2.2.11. Vosková dielektrika. Vlastnosti a rozsah. Parafín. Ceresin. Petrolatum. [1, str. 205-206].
2.2.12 Vláknité organické materiály přírodního původu. Vlastnosti vláknitých materiálů, jejich výhody a nevýhody. Dřevo. Papíry a lepenky, jejich výroba a vlastnosti. Kabel, telefon, kondenzátor, impregnační a navíjecí papír. Kartony. Vlákno. Textilní izolační materiály. Stuhy. Lakotkani. [1, s. 203-205, 206-208].
2.2.13.Laky, emaily a směsi. Složení laků. Impregnační, krycí a lepicí laky. Vliv impregnace nebo lakování na vlastnosti pevných dielektrik. Pryskyřice, olej, bitumen, éter celulózy a směsné laky. Vlastnosti a použití. Smalty. Impregnační a plnicí hmoty, jejich aplikace. Význam skládání izolace. [1, str. 208-211, 4, str. 129-136].
2.2.15.Sklo. Sloučenina. Vlastnosti a jejich závislost na složení a struktuře. Křemenné sklo. Elektrovakuová, izolační, kondenzátorová skla. Smaltované sklo. Laminát. Sitalls. [1, str. 212-217].
2.2.16.Keramické materiály. Složení, vlastnosti a výroba keramiky. Smrštění při výpalu. Klasifikace keramiky podle účelu a složení. Nízkofrekvenční instalační keramika: elektroporcelánová, steatitová a kordieritová keramika. Složení, rozsah. Mechanické a elektrické vlastnosti. Role glazury. Vysokofrekvenční instalační keramika: aluminová keramika: rádiový porcelán a ultra porcelán; keramika forsterit, celsia, wellemit, korund. Polycor. Kondenzátorová keramika: rutil, titan-zirkonium, cíničitan, lanthan. [1, str. 217-224].
2.2.17 Slída a materiály na ní založené. Elektrické a mechanické vlastnosti flogopitu a muskovitu. Použití slídy v její čisté formě. Vliv pojiv na vlastnosti slídových materiálů. Mikanites. Micalex. Slída a slídové plasty (výroba, vlastnosti, použití). [1, str. 224-225].
2.2.18 Minerální materiály. Azbest a azbestové materiály: azbestový cement. Mramor. Mastek. Jejich vlastnosti a aplikace. [1, str. 227-229].
2.2.19.Oxidové a fluoridové izolace. Příprava elektroizolačních nátěrů. Výhody a nevýhody tohoto typu izolace. Oblast použití. [4, s. 183-185].
Feroelektrika. Feroelektrická keramika. Varikondy. [1, str. 229-238].
Piezoelektrika. Piezoelektrický jev. Piezokeramika. Polymerní piezoelektrika. [1, str. 238-243].
Elektrooptické materiály. Elektrooptický efekt. Tekuté krystaly. [1, str. 243-247].
Fosfory. Světelné záření. Fotoluminiscenční fosfory. Katodoluminofory. Radioluminofory. Chemiluminofory. Materiály. [1, str. 247-250].
Elektrety. Elektrické pole elektretu. Metody získávání elektretů. Způsoby použití. [1, str. 250-254].
Elektroizolační materiály jsou materiály určené k oddělení prvků vedoucích proud, které mají různé potenciály během provozu elektrických a rádiových instalací. Jako elektroizolační materiály se používají plynná, kapalná a pevná dielektrika.
Zvláštní skupinu tvoří vytvrzovací materiály: laky, lepidla, směsi.
Plynná dielektrika.
Nejběžnějším plynným dielektrikem je vzduch. Vzduch izoluje dráty elektrického vedení, nechráněné živé části elektrických a rádiových zařízení atd. d.
Plyn SF2,5 je poměrně rozšířené plynné dielektrikum s průrazným napětím XNUMXkrát větším než má vzduch. Jako plynná dielektrika se také používají vodík, dusík a inertní plyny.
Kapalná dielektrika.
Mezi taková dielektrika patří elektricky izolační oleje na bázi ropy a syntetická kapalná dielektrika. Ropné oleje jsou produktem destilace ropy a jsou směsí různých uhlovodíků. Transformátorový olej se nejvíce používá v elektrotechnice. Používá se pro plnění výkonových transformátorů a plnění nádrží vysokonapěťových vypínačů. Kondenzátorový olej se používá k impregnaci papírové izolace v kondenzátorech, kabelový olej se používá k impregnaci papírové izolace kabelů. Syntetická kapalná dielektrika jsou nejvíce zastoupena sovol. Méně často se používají organokřemičitá a organofluorová kapalná dielektrika.
Pevná dielektrika.
Tato třída dielektrik zahrnuje:
1) dielektrika na bázi vláknitých organických materiálů. Jedná se o různé elektroizolační papíry (kondenzátor, kabel, telefon atd.), lepenku, vláknité (tenký papír ošetřený roztokem chloridu zinečnatého), přírodní (bavlněné tkaniny, přírodní hedvábí) a syntetické (viskózové a acetátové hedvábí) textilní materiály . Používají se i textilní materiály napuštěné elektroizolačními laky (lakové tkaniny);
2) přírodní minerální materiály (slída, azbest). Slída se používá jako dielektrikum v kondenzátorech a také pro výrobu mikanitu – listového nebo kotoučového materiálu lepeného z jednotlivých slídových plátků pomocí laku nebo pryskyřice, azbestu – pro izolaci topných prvků, které pracují při vysokých teplotách;
3) plasty, sestávající ze dvou složek: pojiva a plniva. Pojivovou složkou je organický polymer, který má schopnost deformace pod tlakem; plnivo – prášková, vláknitá nebo listová hmota (kamenná moučka, jemné piliny, bavlněný azbest nebo skleněná vlákna). Běžným zástupcem plastů je getinax – laminovaný plast vyráběný lisováním za tepla papíru impregnovaného bakelitem;
4) elastomes – materiály získané na bázi kaučuku a látek podobných vlastnostmi jemu. Guma a tvrdá pryž jsou široce používány;
5) sklo – anorganické amorfní látky na bázi oxidu křemičitého. Brýle se používají k výrobě izolátorů, vakuových trubicových válců a skleněných tkanin;
6) keramika. Nejběžnější je porcelán. Zejména radioporcelán se používá v radiotechnice.
Kalící dielektrika.
Patří sem pryskyřice, laky a sloučeniny. Mezi přírodní pryskyřice patří šelak a kalafuna. Širší použití mají syntetické pryskyřice (polystyren, polyethylen, polyvinylchlorid). Epoxidové pryskyřice ve své čisté formě jsou termoplastické materiály, které se rozpouštějí v různých rozpouštědlech a lze je skladovat po dlouhou dobu, aniž by se změnily jejich vlastnosti. Po přidání tvrdidel epoxidové pryskyřice tvrdnou poměrně rychle.
Elektroizolační laky se používají k impregnaci vláknité izolace, což vede ke zvýšení průrazného napětí, snížení hygroskopičnosti a vytvoření izolačního filmu na povrchu lakovaných předmětů.
Sloučeniny jsou směsi pryskyřic, voskových látek a bitumenu s různými přísadami. Jedná se o termoplastické materiály, které se před použitím roztaví. Roztavené sloučeniny se používají k získání silné vrstvy pro nátěr, impregnaci vinutí transformátoru atd. d.
