Mövzu 5. Dielektriklərin fiziki – kimyəvi və mexaniki xarakteristikalari

1. Mövzu 5. Dielektriklərin fiziki – kimyəvi və mexaniki xarakteristikalari Plan Dielektriklərin fiziki-kimyəvi xarakteristikaları və onların təyin olunma metodları. Ədəbiyyat 1.Богородицкий Н.П. и др. Электротехнические материалы. Издание шестое, переработанное. Л., «Энергия», 1977. 2.Корицкий Ю.В. и др. Справочник по электротехническим материалам. Л., «Энергоатомиздат», 1988. 3.Казарновский Д.М., Тареев Б.М. Испытание электроизоляционных материалов и изделий.Л., «Энергия», 1980. 4.Васильев Н.П. Лабораторные работы по электроматериаловедению. М., «Высшая школа», 1982.

2. Dielektriklərin fiziki – kimyəvi və mexaniki xassələri Konkret tətbiq üçün elektrik izolyasiya materiallarının seçilməsi zamanı yalnız onun normal şəraitdəki elektrik xüsusiyyətlərinə diqqət yetirmək lazım deyil, həm də ətraf havanın nəmliyinin, yüksək temperaturların, şaxtaların və radioaktiv şüaların təsiri zamanı onların stabilliyinə baxmaq lazımdır. Məmulatların normal istifadə edilməsi böyük dərəcədə materialların mexaniki xüsusiyyətlərindən asılıdır: onların dartılmaya, sıxılmağa, əyilməyə, zərbəyə, bərkliyə və elastikliyə davamlılığı bir sıra hallarda məmulatlara, beləliklədə, məlum dərəcədə materiallara müxtəlif amplitudalarda və rəqs tezliklərində titrəyişə davamlılıq tələbləri qoyulur. Müxtəlif materialların yığımından ibarət olan detallar (hissələr) üçün, temperaturdan xətti genişlənmə əmsalları böyük əhəmiyyət daşıyır.

3. Elektrik maşınlarının və aparatlarının hazırlanmasının texnoloji proseslərinin işlənməsi həmçinin materialların fiziki, kimyəvi və mexaniki xüsusiyyətlərini (məsələn, oksidləşməsini, həll olunmasını, yapışdırılmasını) bilməyi tələb edir.Tropik şəraitdə məmulatların xidmət müddəti çürüdücü bakteriyalara, həşəratlara və kiflərin yaranmasına qarşı kimyəvi qoruyucu materialların etibarlılığından aslıdır.

4. Dielektriklərin nəmlik xüsusiyyətləri Elektrik izolyasiya materialları böyük və ya kiçik dərəcədə d.d. ətraf mühitdə olan nəmliyi özünə hopdurma qabiliyyətinə malikdirlər, və rütubət keçirəndirlər, d.d. su buxarını özündən keçirmə qabiliyyətinə malikdir. Atmosfer hava tərkibində həmişə bir qədər su buxarı saxlayır . Havanın mütləq nəmliyini havanın vahid həcmində olan (m3) su buxarının kütləsi ilə (m) qiymətləndirirlər . Doyma zamanı (mdoy) hər temperatura müəyyən mütləq nəmlik qiyməti uyğun gəlir. Hava, böyük miqdarda suyu saxlaya bilməz, o şeh şəklində yerə düşür. Havanın doyması üçün lazım olan mütləq nəmlik, temperaturun artması ilə kəskin sürətdə artır, d.d. su buxarlarının təzyiqi də artır.

5. Havanın nisbi nəmliyini faizlə ifadə olunan nisbət adlandırırlar Şəkildə havanın mütləq nəmliyinin (normal atmosfer təzyiqində) nisbi nəmliyin φ müxtəlif qiymətlərinə uyğun gələn qiymətləri verilmişdir. Yuxarıdakı əyri su buxarı ilə tamamilə doymuş havaya uyğun gəlir. Normal temperatur (200 C) və normal atmosfer təzyiqdə (0,1Mpa) mdoy qiyməti 17,3 q / m3 təşkil edir.

6. Normal atmosfer təzyiqində və nisbi nəmliyin müxtəlif qiymətlərində havanın mütləq nəmliyinin temperaturdan asılılığı.

7. Havanın normal nəmliyi (müxtəlif sınaqlar üçün, materialların standart isladılma şəraitdə xassələrini təyin etmək üçün) ümumiyyətlə havanın nisbi rütubətini  = 65% qəbul edirdilər. Normal nəmlikli havada 200C-də m = 17,3 • 0, 65 = 11, 25 q / m3 su buxarları saxlanır.. Su aşağı xüsusi müqavimətli, təxminən 103 – 104 Om·m olan güclü dipol dielektrikdir, və ona görə də onun bərk dielektriklərin məsamələrinə düşməsi onların elektrik xassələrinin kəskin azalmasına gətirir. Nəmliyin təsiri əsasən yüksək temperaturlardan (300 – 400 C) və nəmliyin  98 – 100%-ə yaxın yüksək qiymətlərində gözə çarpır. Belə şəraitlər nəmli tropik iqlimi olan ölkələrdə müşahidə edilir, həm də yağışlar dövründə onlar uzun müddət saxlanıla bilər ki, bu da elktrik maşınlarının və aparatlarının istismarına ağır təsir göstərir. Birinci növbədə havanın yüksək nəmliyinin təsiri dielektriklərin səthi müqavimətlərində özünü göstərir. Bərk polyar dielektriklərdən hazırlanmış elektrik izolyasiya hissələrinin səthini nəmliyin təsirindən qorumaq üçün onların səthini suda islanmayan laklarla örtürlər.

8. Mayenin damcısı dielektrikin islanan səthində (a) və islanmayan səthində (b).

9. Dielektrikin su (və ya digər maye ilə) ilə islanma qabiliyyəti yastı səthə çəkilmiş su damcılarının kənarlarının islatma bucağı θ ilə xarakterizə olunur. θ bucağı nə qədər az olsa islanma o qədər güclüdür; isladilan səthlər üçün  < 900 (şəkil ....., a), isladılmayan üçün  > 900 (şəkil, b). Dielektriklərdə açıq həcmi məsaməliliyin olması zamanı və ya onların strukturu sıx olmayan zaman nəmlik materialın daxilinə nüfuz edir.

10. Dielektriklərin fiziki-kimyəvi xarakteristikaları vəonların təyin olunma metodları Dielektriklərin keyfiyyətini və onları bu və ya digər şəraitlərdə istifadə oluna bilmə imkanlarını qiymətləndirmək üçün onların müxtəlif fiziki-kimyəvi xarakteristikalarını bilmək vacibdir. Onlara aiddirlər: ---- özülülük; ---- turşuluq; ---- kimyəvi davamlılıq; ---- atmosfer davamlılığı; ---- tropikə davamlılığı və s.

11. Maye dielektriklər üçün ( elektrik izolyasiya yağları, laklar, tökmə və hopdurma kompaundları və onlar kimi materiallar ) ən vacib xarakteristikalardan biri özlülükdür. Özlülük özünü, mayenin nisbi yerdəyişməsi zamanı, daxili sürtünmə əmsalı kimi göstərir. Əgər mayenin özlülüyü böyükdürsə, onda maye qatıdır, onun hissəcikləri kiçik hərəkərliliyə (mütəhərrikliyə) malikdirlər. Əgər özlülük azdırsa, onda mayenin hissəcikləri çox hərəkətlidirlər. Maye dielektriklərin hopdurma xasusiyyətləri onların özlülüyü ilə təyin edilir. Maye dielektrikin özlülüyü nə qədər az olarsa, onda onun hissəcikləri məsaməli dielektriklərə və dolaqların sarğıları arasında bir o qədər dərin daxil olur.

12. viskozimetr Özlülüyü viskozimetrin köməyi ilə ölçürlər. Viskozimetrin işi müəyyən həcmli qabdakı mayenin onun dibindəki silindrik deşikdən axma müddətinin ölçülməsinə əsaslanır. Axma müddətinin çox olması özlülüyün çox olmasına dəlalət edir. Transformatora tökülən yağın özlülüyü mümkün qədər az olmalıdır ki, yağ dolaqdan istiliyi daha yaxşı kənarlaşdırsın. Sadə viskozimetrin sxemi aşağıdakı kimidir. Axım deşiyinin diametri 4mm olmalıdır və tıxacla qapanmalıdır. Özlülük mayenin qaba axma müddəti ( san. ) ilə təyin edilir. 1 – qab; 2 – tutqac; 3 – ştativ;4 – horizontal quraşdırmaq üçün ştift; 5 – maye qəbuledici qab; 6 – axıtmaq üçün dəlik ;7 – içlik.

13. Aşağıdakı növ özlülükləri seçirlər:şərti;dinamiki;kinematik.

14. Şərti özlülüyünqiyməti, verilmiş temperaturda 200ml elektrik izolyasiya mayesinin axma müddətinin, 200ml suyun 20oS temperaturda axma müddətinə nisbəti kimi özünü göstərir. 200ml suyun 20oS-də axma müddəti cihazın sabiti adlanır, o 50...52 san-yə bərabərdir. Maye dielektriklərin şərti özlülüyünü təyin etmək üçün universal viskozimetr ВУ istifadə olunur. TSU = 50 ... 52 san.

15. universal viskozimetr ВУ 1 – ölçü kolbası 2 – elektrik qızdırıcı pribor 3 – axıtmaq üçün dəlik 4 – içlik 5 – termometr 6 – termometr 7 – içlik üçün dəlik 8 – krışka 9 – qarışdırıcının qolu 10 – latun qab 11 – göstərici 12 – su hamanı 13 – qarışdırıcı 14 – quraşdırıcı vint 15 – metka

16. V f Dinamiki özlülük Stoks qanunu əsasında təyin edilir. Bu qanuna əsasən polad kürəciyin mayedə hərəkət sürəti bu düsturla təyin edilir: m/san Burada f – kürəyə təsir edən qüvvə, N; • ɳ- mayenin cinsini və növünü müəyyən edən əmsal, Paskal · san; r – kürənin radiusu, m. Mayenin özlülüyü nə qədər azdırsa, kürəni bir o qədər kiçik götürmək lazım gəlir, belə ki, batma sürəti V həddindən çox böyük olmasın və kifayət qədər dəqiqliklə ölçülə bilsin. Dinamiki özlülük kürəli viskozimetrin köməyi ilə təyin edilir. Kürəli viskozimetrlər polad kürənin öz ağırlığı altında sınağı aparılan mayeyə batma sürətinin ölçülməsinə əsaslanır. Saniyə ölçən vasitəsi ilə şüşə silindrin divarında qeyd olunmuş iki nöqtə arasındakı şaquli məsafəni kürənin keçmə müddəti qeyd edilir. Şüşə silindrin içərisində sınaqdan keçirilən maye doldurulur.

17. Kinematik özlülük Kinematik özlülükmayenin dinamiki özlülüyünün onun sıxlığının nisbətinə bərabərdir:

18. Turşuluq Turşuluq turşu ədədinin qiyməti ilə təyin edilir. Turşu ədədi – bu kəmiyyət 1q maye dielektrikin tərkibində olan sərbəst turşunu neytrallaşdırmaq üçün lazım olan kalium hidroksidin ( KOH ) miqdarıdır. Ölçü vahidi Maye izolyasiyada sərbəst turşunun olması verilmiş mayenin keyfiyyətinin pisləşməsinə gətirib çıxarır və transformator dolağının izolyasiyasını dağıdır. Buna görə də istismar prosesində turşu yaranması buraxılmazdır, hansı ki, turşuluq ədədi ilə qiymətləndirilir və ciddi nəzarətdə saxlanılır. Transformator yağında buraxıla bilən turşuluq ədədinin qiyməti göstərilən normadan böyük olmamalıdır: ≤ 0,25

19. Kimyəvi davamlılıq Elektrik izolyasiya materiallarının kimyəvi davamlılığı izolyasiyanın müxtəlif kimyəvi qarışıqlara malik atmosferdə istifadəsi ilə əlaqədar olan istismar şəraitində böyük əhəmiyyətə malikdir. Yağ doldurulmuş transformatorlarda, kondensatorlarda və elektrik aparatlarında tətbiq edilən bərk elektrik izolyasiya materialları neft yağının təsirinə davamlı olmalıdırlar. Məmulatların kimyəvi davamlılığını sınaqdan keçirmək üçün müxtəlif turşular, aseton, metil spirti, benzol, toluol və s. maddələr tətbiq edirlər. Sınaq metodları aşağıdakılardır: • kimyəvi davamlılığı kütlənin dəyişməsinə görə təyin etmək; • kimyəvi davamlılığı xətti ölçülərin dəyişməsinə görə təyin etmək; • kimyəvi davamlılığı mexaniki xüsusiyyətlərin dəyişməsinə görə təyin etmək.

20. Atmosfer davamlılığı altında elektrik izolyasiya materiallarının atmosfer faktorlarının təsirinə dözümlülük başa düşülür: yüksək nəmliyə, ozona, günəş radiasiyasına, atmosfer çöküntülərinə və b.b. Elektrik avadanlıqlarının, o cümlədən elektrik izolyasiya materiallarının iş şəraiti tropik klimatda əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir. Tropik klimat materiallara və məmulatlara təsir xarakterinə görə nəm və quru iqlimə bölünür. Nəmli tropik iqlim yüksək nisbi nəmliyin yuxarı temperaturla uyğunlaşması ilə xarakterizə olunur. Bu iqlim üçün güclü lehsanlar, yüksək günəş radiasiyası və bioloji faktorların ( kiflənmə, həşaratlar, kəsəyənlər və s. ) xarakterikdir.Quru tropik iqlim havanın yüksək temperaturu və güclü günəş radiasiyası havanın nisbətən aşağı nəmliyi ilə və havada toz və qumun olması ilə xarakterikdir. İzolyasiya materialları o vaxt tropikə davamlı sayılır ki, onlar göstərilən zərərli təsirlərə dözə bilsinlər və öz xüsusiyyətlərini saxlaya bilsinlər.