Электроматериаловедение

Варианты: 45
  • ID работы: 15747
  • Учебное заведение:
  • Добавлена: 2022
  • Посл. изменения: 19-07-2022
  • Тип:  .
  • Предмет: Материаловедение
  • Формат: docx

Цена: 600.00руб.

Выберите нужный вариант - отобразится его стоимость - нажмите В корзину:
Очистить

 

1. ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ДИЭЛЕКТРИКОВ

Под действием постоянного напряжения через технический диэлектрик протекает ток утечки

, (1.1)

где Iск и Iаб – соответственно сквозной и абсорбционный токи, А.

Абсорбционные токи возникают в диэлектриках в результате поляризационных процессов смещения связанных зарядов. По окончании поляризации абсорбционный ток спадает до нуля, а ток утечки становится равным сквозному току (рис. 1).

iут

iаб

iск

t

Рис. 1. Зависимость тока утечки диэлектрика от времени

Сквозной ток возникает в диэлектриках за счёт наличия небольшого числа свободных ионов, электронов или коллоидных частиц.

Для твёрдых диэлектриков как абсорбционный, так и сквозной токи имеют две составляющие. Так, например, для сквозного тока

, (1.2)

где и – соответственно объёмный и поверхностный токи, А.

Если объёмный ток обусловлен наличием свободных зарядов в объёме диэлектрика, то поверхностный ток – наличием водорастворимых загрязнений и плёнки влаги на поверхности диэлектрика (рис. 3).

Плотность объёмного тока в однородном и изотропном диэлектрике определяется из выражения

, (1.3)

где γV – удельная объёмная проводимость диэлектрика, См/м; ρV – удельное объёмное сопротивление диэлектрика, Ом⋅м; Е – напряжённость электрического поля, В/м.

Объёмное и поверхностное сопротивления диэлектриков, как правило, весьма высоки, поэтому для их определения используются чувствительные гальванометры, электрометры и тераомметры, позволяющие измерять токи до 10-17 …10-15 А. На практике для раздельного измерения объёмного IV и поверхностного IS токов применяется, в соответствии с ГОСТ 6433.2-80, трёхэлектродная система (рис. 2, а).

3

Rизм

2

1

IS

IV

IS

а)

IS

б)

U

l

b

Рис. 2. Электродные системы

а) – трёхэлектродная система для измерения объёмного и поверхностного сопротивлений; б) – двухэлектродная система для измерения поверхностного сопротивления.

В случае плоского образца на обе его стороны наносятся напылённые или прижимные электроды. С одной стороны расположены кольцевой 2 и измерительный 1 электроды, с другой – дисковый электрод 3 (рис. 2, а).

При измерении объёмного сопротивления потенциал измерительного электрода 1 оказывается чуть выше потенциала кольцевого электрода 2, поэтому поверхностный ток IS полностью отводится на кольцевой электрод. На измерительный электрод, таким образом, попадает только объёмный ток IV.

Удельное объёмное сопротивление диэлектрика

, (1.4)

где RV – объёмное сопротивление, Ом; S – площадь измерительного электрода, м2; t – толщина образца диэлектрика, м.

IS

IS

IV

Рис. 3. Протекание объёмного IV и поверхностного IS токов через диэлектрик

При измерении поверхностного сопротивления также применяется система из двух электродов, нанесённых на одну сторону плоского образца (рис. 2, б). Электроды имеют форму двух параллельных полос, расположенных на расстоянии b.

Удельное поверхностное сопротивление

, (1.5)

где l – длина электрода, м, b – расстояние между электродами, м.

Если допустить, что приложенные к диэлектрику электроды обладают достаточно малым сопротивлением и диэлектрик является однородным, то без учёта поверхностной проводимости для тела любой формы и размеров можно ввести понятие приведённой длины Λ.

Приведённая длина диэлектрика Λ имеет размерность длины и однозначно определяет соотношение параметров тела (электрической проводимости G, См, электрического сопротивления, R, Ом, и электрической ёмкости C, Ф) между электродами и характеристик материала.

Так, электрическая проводимость тела равна

G = γ⋅Λ, (1.6)

электрическое сопротивление

R = ρ/Λ, (1.7)

ёмкость

С = ε0⋅εr⋅Λ. (1.8)

Для тела длиной h, м, и сечением S, м2, произвольной конфигурации, но постоянным по всей длине тела (например, проволока или жила кабеля, диэлектрик плоского конденсатора), электрическое сопротивление

R = ρ⋅h/S, (1.9)

следовательно, приведённая длина этого тела определятся по выражению

Λ = S/h. (1.10)

Весьма важен случай, когда тело имеет форму трубы, на внешнюю и внутреннюю стороны которой нанесены электроды (например, диэлектрик цилиндрического конденсатора, изоляция одножильного коаксиального кабеля). Обозначив осевую длину электрода через l, а внутренний и внешний радиусы трубы соответственно через r1 и r2, можем найти сопротивление между электродами, рассмотрев его как результирующее сопротивление последовательно соединенных сопротивлений dR бесконечно тонких слоёв, имеющих толщину dx и радиус х. Сопротивление такого слоя составляет:

dR = ρ⋅dx/(2π⋅x). (1.11)

Интегрируя в пределах от x = r1 до x = r2 , получаем сопротивление

. (1.12)

Следовательно, в этом случае приведённая длина

. (1.13)

2. ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПОТЕРИ

В диэлектрике, помещённом в электрическое поле, происходит процесс поляризации. Явление поляризации диэлектрика вызывается смещением электрических зарядов на ограниченные расстояния под действием сил внешнего и внутреннего электрических полей. Поляризация бывает безынерционная (электронная, ионная), не сопровождающаяся потерями энергии, и инерционная (релаксационная), вызванная такими перемещениями электронов, ионов и дипольных молекул, которые сопровождаются значительными потерями энергии в диэлектрике.

На переменном напряжении с угловой частотой ω ток I через конденсатор с идеальным диэлектриком (т.е. без потерь) опережает по фазе напряжение U на угол 90°. Наличие диэлектрических потерь в конденсаторе с реальным диэлектриком приводит к тому, что ток I опережает напряжение U на угол ϕ < 90° (рис. 4).

 

б)

а)

г)

в)

 

Рис. 4. Последовательная и параллельная схемы замещения диэлектрика с потерями и их векторные диаграммы

Угол δ, дополняющий угол сдвига фаз ϕ между током и напряжением до 90°, называется углом диэлектрических потерь.

Рассмотрим наиболее распространённые эквивалентные схемы замещения диэлектрика с потерями: последовательную (рис. 4, а) и параллельную (рис. 4, б). В последовательной схеме замещения сумма активной UR и реактивной UC составляющих напряжения даёт приложенное напряжение U. Здесь

, (2.1)

а мощность диэлектрических потерь

. (2.2)

В параллельной схеме замещения сумма активной IR и реактивной IC составляющих тока даёт ток через диэлектрик I. Здесь

, (2.3)

а мощность диэлектрических потерь

. (2.4)

Поскольку Cp ≈ Cs ≈ C, а tgδ << 1, то для обеих схем замещения

. (2.5)

Если потери в конденсаторе с диэлектриком обусловлены главным образом сопротивлением подводящих проводов с сопротивлением самих электродов, то для анализа используется последовательная схема замещения. В этом случае диэлектрические потери

(2.6)

возрастают пропорционально квадрату частоты.

Если потери в диэлектрике обусловлены высокой сквозной проводимостью, то используют параллельную схему замещения. В этом случае диэлектрические потери

(2.7)

не зависят от частоты.

3. Электрическая прочность

Пробой диэлектриков происходит в сильных электрических полях и связан с образованием проводящего канала в диэлектрике. Напряжённость поля, при которой диэлектрик теряет свои электроизоляционные свойства, называется пробивной напряжённостью, или электрической прочностью Епр. Различают пробой в однородном и неоднородном поле. Приблизительно однородное поле обеспечивается для сферических электродов, если радиус сферы много больше длины зарядного промежутка (толщины диэлектрика).

В случае однородного электрического поля электрическая прочность диэлектрика рассчитывается по формуле

Eпр = Uпр/d, (3.1)

где Unp – пробивное напряжение, d – толщина диэлектрика.

В условиях эксплуатации важно знать, какое напряжение способно выдержать то или иное электрическое изделие. Напряжение, приложенное к электрической изоляции изделия, должно быть значительно ниже той величины, при которой наступает электрический пробой. Минимальное напряжение, при котором происходит пробой, называется пробивным напряжением Unp. Основной же характеристикой материала служит пробивная напряжённость (или электрическая прочность) Епр, определяемая из соотношения (3.1).

Величина электрической прочности характеризует качество диэлектрика и зависит от его свойств. Однако Епр значительно зависит от условий испытания, от толщины диэлектрика, рода тока, скорости подъёма напряжения, формы электродов, температуры и атмосферного давления и т.д. Для того чтобы при испытаниях получались воспроизводимые величины Епр для каждого материала, необходимо проводить опыты с соблюдением ряда требований, которые регламентируются ГОСТ 6433.3-80.

На электрическую прочность изоляционных материалов значительное влияние оказывает их неоднородность. Неоднородность диэлектрика вызывает искажение электрического поля, в котором расположен данный диэлектрик.

Предположим сначала, что макроскопически неоднородный диэлектрик находится в переменном электрическом поле и что проводимостью и диэлектрическими потерями его можно пренебречь, то есть ρ = ∞ и tgδ = 0.

При этих допущениях единственным параметром диэлектрического материала, который может оказывать влияние на распределение напряжённости электрического поля по его объёму, является диэлектрическая проницаемость εr.

При макроскопически однородном по всему объёму диэлектрике напряжённость электрического поля в каждой точке диэлектрика вообще не зависит от εr диэлектрического материала. Так, в случае плоского конденсатора напряжённость поля определяется (3.2) для всех точек диэлектрика между обкладками, и поле является равномерным.

E = U/d, (3.2)

где U – напряжение между обкладками, В; d – толщина диэлектрика, м.

Цилиндрический конденсатор даёт нам простейший пример неравномерного электрического поля. Согласно (3.3) максимальная напряжённость имеет место в точках, расположенных в непосредственной близости от внутренней обкладки (при х = r1), а минимальная – в непосредственной близости от внешней (при х = r2).

, (3.3)

где U – напряжение между обкладками, В; r1 и r2 – соответственно радиусы внутренней и внешней обкладок, м; x – расстояние от оси цилиндрического конденсатора, м.

В плоском конденсаторе, содержащем два (или более) различных диэлектрика, соединенных параллельно, поле равномерно, и его напряжённость также определяется формулой (3.2).

Рассмотрим теперь конденсатор с различными диэлектрическими материалами, слои которых соединены последовательно друг с другом (слоистый диэлектрик). Напряжённость поля в каждом из последовательно соединенных слоёв уже неодинакова. Она будет обратно пропорциональна диэлектрической проницаемости материала данного слоя. Электрическое смещение D в плоском конденсаторе постоянно во всем объёме диэлектрика; обозначая для двухслойного плоского конденсатора Е1 и E2 – напряжённости в слоях 1 и 2 и εr1 и εr2 – относительные диэлектрические проницаемости материала этих слоев, имеем

, откуда (3.4)

Рассчитаем значения напряжённости поля в слоях двухслойного плоского конденсатора. Обозначим h1 и h2 – толщины слоёв и U1 и U2 – напряжения на них, получим при последовательном соединении слоёв

U = U1 + U2 = Elh1 + E2h2, (3.5)

где U – полное напряжение на конденсаторе, В.

Решение системы уравнений (3.4) и (3.5) даёт значения напряжённости поля в обоих слоях

; . (3.6)

В общем случае плоского многослойного (m слоёв) конденсатора

. (3.7)

Для многослойного цилиндрического конденсатора (общий случай m слоёв) напряжённость на расстоянии x от оси (в j-м слое)

. (3.8)

где r2i и r1i – соответственно внешний и внутренний радиусы i-гo слоя, м.

Как видно из (3.7) и (3.8), в отличие от случая многослойного плоского конденсатора порядок расположения материалов в слоях цилиндрического конденсатора существенно влияет на напряжённость поля в отдельных слоях. Для того чтобы получить наиболее выгодное распределение (получение более низких максимальных значений напряжённостей), нужно стремиться во внутренние слои многослойного цилиндрического конденсатора помещать диэлектрики с большей εr («градирование изоляции», применяемое, например, в технике силовых кабелей высокого напряжения).

Вышеприведённые формулы для расчёта Ei справедливы для работы многокомпонентной изоляции при переменном напряжении. Для расчёта установившихся (через достаточно большое время после включения напряжения) напряжённостей электрического поля в многокомпонентной изоляции, работающей при постоянном напряжении, в эти формулы вместо значений εri компонентов нужно подставить значения удельной объёмной проводимости γVi = 1/ρVi соответствующих компонентов. Это объясняется тем, что вместо условия непрерывности вектора электрического смещения D = ε0εriEi в основу расчёта для случая постоянного напряжения должно быть положено условие непрерывности вектора плотности тока сквозной проводимости jскв = EiγVi.

Следует иметь ввиду, что в многослойном диэлектрике отношение диэлектрических проницаемостей слоёв, как правило, не соответствует отношению их удельных проводимостей, в связи с чем распределение напряжённости электрического поля по толщине изоляции при напряжении постоянного и переменного тока будет различным. Кроме того, распределение напряжённости в изоляции при напряжении переменного тока значительно меньше зависит от перепада температур в изоляции, чем при напряжении постоянного тока, так как εr значительно меньше зависит от температуры, чем γ (ρ) диэлектрика.

Расчётно-графическая работа:

Задание 1

Исследование электропроводности твёрдых диэлектриков

Медная шина прямоугольного сечения отделена от корпуса опорным изолятором (см. рис. 5). Материал, размеры (см. рис. 6) и количество N (шт) звеньев опорного изолятора принять в соответствии с вариантом по таблицам 1.1 и 1.2. Определить объёмное RV и поверхностное RS сопротивления изолятора, объемный IV и поверхностный IS токи при напряжении U ( В) постоянного тока. Технические параметры диэлектриков принять по приложению 1.

Рис. 5. Четырёхзвенный опорный изолятор

Рис. 6. Обозначение размеров звена опорного изолятора

Таблица 1.1
Величина Ед. изм. Последняя цифра номера зачётной книжки
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

D

мм 100 80 90 70 120 110 50 60 40 150
H мм 70 50 60 45 80 75 30 40 25 100
h мм 20 16 18 14 24 22 10 12 8 30
a мм 25 20 22 18 30 28 16 21 12 40
Таблица 1.2
Величина Ед. изм. Предпоследняя цифра номера зачётной книжки
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
U В 1500 1000 800 2500 4000 1200 400 500 600 2000
N шт. 7 5 4 10 15 6 2 3 4 8
Фарфор Х Х
Ситалл Х Х
Стекло Х Х
Винипласт Х Х
Тефлон Х Х

Задание 2

Исследование диэлектрических потерь

Три одножильных кабеля длиной L (км) напряжением U (кВ) питают нагрузку общей мощностью P (кВт) при cos ϕ = 1. Сечение жилы кабеля выбрать по току нагрузки. Параметры нагрузки см. таблицу 2.1 в соответствии с вариантом. Материал жилы и изоляции принять в соответствии с вариантом по таблице 2.2.

По условию электрического пробоя рассчитать минимальное значение толщины изоляции dmin и, приняв её за расчётную толщину, определить величину потерь мощности в жилах PЖ (Вт) и потери мощности в изоляции PИЗ (Вт) всех трёх кабелей, а также годовые потери электроэнергии в жилах кабелей и их изоляции, если считать, что нагрузка в течение года была неизменна.

Расчёт провести дважды: сначала считая напряжение переменным частотой f = 50 Гц, затем постоянным.

Технические параметры диэлектриков принять по приложению 1, проводников – по приложению 2, допустимые токи кабелей с различными видами изоляции – по приложению 3.

Таблица 2.1
Величина Ед. изм. Последняя цифра номера зачётной книжки
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

L

км 10 8 9 7 12 11 5 6 4 15
U* кВ 10,5 6,3 10,5 6,3 10,5 6,3 10,5 6,3 10,5 6,3
P кВт 600 360 380 340 640 620 300 320 380 900

* Примечание: при материале изоляции кремнийорганической резине и ПВХ вместо напряжения 10,5 кВ принять 3 кВ.

Таблица 2.2
Величина Предпоследняя цифра номера зачётной книжки
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Жила
Медь Х Х Х Х Х Х
Алюминий Х Х Х Х
Изоляция
Кабельная бумага КВУ Х Х
Кабельная бумага КВ Х Х
Сшитый полиэтилен Х Х
Кремнийорганическая резина* Х Х
Поливинилхлорид* Х Х

* Примечание: при материале изоляции кремнийорганической резине и ПВХ вместо напряжения 10,5 кВ принять 3 кВ.

Задание 3

Исследование влияния неоднородности электрических полей на электрический пробой диэлектриков

Две токоведущие части разделены двухслойной изоляцией. Толщина первого слоя – d1, второго слоя – d2.

Необходимо:

  • Указать материал, который при повышении напряжения первым потеряет свои изоляционные свойства;
  • Определить пробивное напряжение Uпр (кВ) – минимальное напряжение, при котором хотя бы один из материалов потеряет свои изоляционные свойства;
  • построить график распределения напряжённости электрического поля Е (кВ/мм) в функции расстояния от одной из токоведущих частей.

Решить задачу для случаев:

а) токоведущие части – две обкладки плоского конденсатора площадью сечения F (мм2) и приложено переменное напряжение 50 Гц;

б) токоведущие части – две обкладки плоского конденсатора площадью сечения F (мм2) и приложено постоянное напряжение;

в) токоведущие части – жила и экран коаксиального кабеля площадью сечения жилы S (мм2) и приложено переменное напряжение 50 Гц;

г) токоведущие части – жила и экран коаксиального кабеля площадью сечения жилы S (мм2) и приложено постоянное напряжение.

Материал первого диэлектрика и размеры токоведущих частей принять по табл. 3.1 согласно последней цифре номера зачётной книжки. Второй диэлектрик – по предпоследней цифре номера зачётной книжки; если цифры одинаковы, то для цифр 0, 1, 2 принять вторым диэлектриком трансформаторное масло; 3, 4 – перфторуглеродная жидкость; 5, 6 – воздух; 7, 8, 9 – элегаз.

Технические параметры диэлектриков принять по приложению 1.

Таблица 3.1
Заданный параметр Ед. измер. Вариант
1 2 3 4 5 6 7 8 9 0
Диэлектрик Ситалл Гетинакс Фторопласт-3 Плексиглас Асботекстолит Парафин Стеклотекстолит Поливинилхлорид Миканит ФФГ Полистирол
F мм2 250 750 360 1550 400 450 1900 600 650 200
S мм2 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240
d1 мм 0,7 0,9 0,9 1 1,1 1,1 1,2 1,4 1,6 1,7
d2 мм 1,5 1,5 1,5 1,7 1,7 1,9 1,9 1,9 2,1 2,1

Экзаменационные вопросы

  1. Общие сведения о строении вещества. Виды химической связи.
  2. Классификация веществ по электрическим свойствам.
  3. Классификация веществ по магнитным свойствам.
  4. Диэлектрическая проницаемость. Схема замещения реального диэлектрика.
  5. Основные виды поляризации диэлектриков.
  6. Поляризация газов, жидкостей, твёрдых диэлектриков.
  7. Зависимость диэлектрической проницаемости от различных факторов.
  8. Электропроводность диэлектриков. Понятие о сквозном и абсорбционном токах.
  9. Электропроводность газообразных диэлектриков.
  10. Электропроводность жидких диэлектриков.
  11. Электропроводность твёрдых диэлектриков.
  12. Поверхностная электропроводность. Зависимость поверхностной проводимости от структурного строения диэлектриков.
  13. Объёмный и поверхностный ток. Объемное и поверхностное сопротивление диэлектрика, системы измерения.
  14. Диэлектрические потери и причины их возникновения.
  15. Схемы замещения диэлектриков и соответствующие им векторные диаграммы.
  16. Диэлектрические потери в газах. Зависимость tgδ от напряжения для изоляции с воздушными включениями.
  17. Диэлектрические потери в полярных и неполярных жидких диэлектриках.
  18. Причины возникновения диэлектрических потерь в твёрдых диэлектриках различной структуры.
  19. Зависимость диэлектрических потерь неполярных твёрдых диэлектриков от различных факторов.
  20. Зависимость диэлектрических потерь полярных твёрдых диэлектриков от различных факторов.
  21. Механизм пробоя газов. Процесс развития отрицательного и положительного стримера при пробое газа.
  22. Зависимость электрической прочности газа от расстояния между электродами, давления, температуры.
  23. Ионизация газообразных диэлектриков. Условие ударной ионизации.
  24. Пробой жидких диэлектриков. Механизм пробоя.
  25. Влияние примесей на электрическую прочность жидких диэлектриков.
  26. Электрический пробой твёрдых диэлектриков. Условие возникновения.
  27. Механизм процесса теплового пробоя в твёрдых диэлектриках. Условие возникновения.
  28. Механизм и условия электрохимического пробоя диэлектриков.
  29. Тепловые свойства диэлектриков. Классификация диэлектриков по нагревостойкости.
  30. Химические и лучевые свойства диэлектриков.
  31. Классификация электроизоляционных материалов.
  32. Классификация проводниковых материалов. Электропроводность металлов.
  33. Основные свойства проводниковых материалов.
  34. Достоинства, недостатки и область применения наиболее распространённых в энергетике материалов высокой проводимости.
  35. Сверхпроводники и криопроводники. Определение. Факторы, влияющие на переход в сверхпроводящее состояние.
  36. Неметаллические проводники. Основные характеристики. Область применения.
  37. Техническое применение полупроводниковых материалов.
  38. Собственные и примесные полупроводники. Донорная и акцепторная примеси.
  39. Влияние на электропроводимость полупроводников различных внешних факторов.
  40. Особенность полупроводников по сравнению с проводниками и диэлектриками. Диапазон удельных сопротивлений полупроводников.
  41. Магнитные свойства материалов. Зависимость магнитной проницаемости от различных факторов. Понятие угла магнитных потерь.
  42. Магнитомягкие материалы. Основные характеристики. Техническое применение.
  43. Магнитотвёрдые материалы. Общие сведения. Классификация. Применение.
Приложение 1
Усреднённые технические характеристики некоторых диэлектриков
Диэлектрик ρV, ρS, εr tgδ Eпр,
Ом⋅м Ом кВ/мм
Полиэтилен (ПЭВД) 5⋅1014 1015 2,3 0,0002 45
Полистирол 1015 1013 2,4 0,0002 30
Политетрафторэтилен (фторопласт–4, тефлон) 1016 1015 2,0 0,00015 35
Политрифторхлорэтилен (фторопласт –3) 5⋅1014 1013 3,3 0,015 20
Поливинилхлорид 1011 1012 3,4 0,055 17
Полиметилметакрилат (оргстекло, плексиглас) 1012 1012 4 0,04 30
Кремнийорганическая резина 5⋅1012 1013 3,3 0,002 22
Электротехнический фарфор 8⋅1011 1010 6,3 0,025 28
Электротехническое стекло 1012 1014 7 0,024 48
Ситалл (стеклокерамика) 1011 5⋅1012 6 0,003 50
Стеклотекстолит (СТЭФ–1) 1012 1013 7,5 0,035 26
Текстолит А 107 1010 5 0,12 15
Асботекстолит 5⋅106 109 7,5 0,35 1,5
Миканит ФМГ (М — мусковит) 1015 1011 7 0,015 30
Миканит ФФГ (Ф — флогопит) 1012 1010 6 0,05 25
Микалекс 1012 1011 6,8 0,007 15
Винипласт 5⋅1011 1014 4 0,03 20
Гетинакс 5⋅108 109 6,5 0,21 30
Кабельная бумага КВУ 5⋅109 1010 4,3 0,0026 6,5
Кабельная бумага КВ 109 1010 3,5 0,0019 5,5
Парафин 1016 1015 2,2 0,0005 23
Воздух 1017 1 4⋅10–8 3,0
Элегаз 5⋅1017 1 4⋅10–8 7,8
Трансформаторное масло 5⋅1012 2,3 0,001 20
Фторорганическая (перфторуглеродная) жидкость 5⋅1013 1,9 0,0001 50
Приложение 2
Электрические свойства металлов и их сплавов
Вещество Удельное сопротивление, Температурный коэффициент сопротивления, Температурный коэффициент линейного расширения, Коэффициент тепло– проводности, Удельная теплоёмкость, Плотность,
мкОм∙м 1/К 1/К кг/м3
Алюминий 0,028 4,210–3 2,410–5 209 922 2700
Вольфрам 0,055 4,610–3 4,410–6 168 218 19300
Железо 0,098 610–3 1,110–5 73 452 7870
Золото 0,024 3,810–3 1,410–5 293 126 19300
Латунь 0,07 10–3 1,810–5 109 8500
Манганин 0,445 2,510–5 1,810–5 8400
Медь 0,017 4,310–3 1,610–5 390 385 8940
Никель 0,073 6,510–3 1,310–5 95 444 8900
Константан 0,49 –210–5 1,4410–5 8900
Нихром 0,11 1,710–4 1,810–5 16,8 504 8400
Олово 0,12 4,410–3 2,310–5 65 226 7310
Платина 0,105 3,810–3 910–6 71 134 21400
Свинец 0,21 3,710–3 2,910–5 35 130 11400
Серебро 0,016 410–3 1,910–5 415 234 10500
Цинк 0,059 3,710–3 3,110–5 111 390 7140
Кобальт 0,062 610–3 1,210–5 79 435 8710
Титан 0,48 3,310–3 8,110–6 15 577 4500
Хром 0,21 6,510–6 7100
Молибден 0,057 4,610–3 5,110–6 151 264 10200
Магний 0,045 4,210–3 2,610–5 167 1040 1740
Кадмий 0,076 4,210–3 310–5 93 230 8650

Приложение 3

Номинальное сечение жилы, мм2 Допустимые токовые нагрузки кабелей с изоляцией из ПВХ на напряжение, кВ, А
с алюминиевой жилой с медной жилой
в воздухе в земле в воздухе в земле
3 кВ 6 кВ 3 кВ 6 кВ 3 кВ 6 кВ 3 кВ 6 кВ
10 69 50 68 55 91 65 89 70
16 93 65 83 70 121 85 116 92
25 122 85 113 90 160 110 148 122
35 151 105 136 110 197 135 178 147
50 189 125 166 130 247 165 217 175
70 233 155 200 160 318 210 265 215
95 284 190 237 195 386 255 314 260
120 330 220 269 220 450 300 358 295
150 380 250 305 250 521 335 406 335
185 436 290 343 285 594 385 455 380
240 515 345 396 335 704 460 525 445
Токовая нагрузка на шланговые кабели с медными жилами в резиновой изоляции для передвижных установок на напряжение 3 и 6 кВ
S, мм2 Допустимый ток, А, при напряжении
3 кВ 6 кВ
16 85 90
25 115 120
35 140 145
50 175 180
70 215 220
95 260 265
120 305 310
150 345 350

Приложение 3 (продолжение)

Номинальное сечение жилы, мм2
Длительнодопустимый ток нагрузки для одножильных кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 6 кВ, А
при прокладке в земле при прокладке в воздухе
Кабель с медной жилой при расположении Кабель с алюминиевой жилой при расположении Кабель с медной жилой при расположении Кабель с алюминиевой жилой при расположении
В плоскости Треугольником В плоскости Треугольником В плоскости Треугольником В плоскости Треугольником
35 221 193 172 147 250 203 188 155
50 250 225 195 170 290 240 225 185
70 310 275 240 210 360 300 280 230
95 336 326 263 253 448 387 349 300
120 380 370 298 288 515 445 403 346
150 416 413 329 322 574 503 452 392
185 466 466 371 364 654 577 518 450
240 531 537 426 422 762 677 607 531
300 590 604 477 476 865 776 693 609
400 633 677 525 541 959 891 787 710
500 697 759 587 614 1081 1025 900 822
630 792 848 653 695 1213 1166 1026 954
800 825 933 719 780 1349 1319 1161 1094

Приложение 3 (продолжение)

Номинальное сечение жи-лы, мм2 Длительнодопустимый ток нагрузки для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 10 кВ, А
при прокладке в земле при прокладке в воздухе
Кабель с медной жилой при расположении Кабель с алюминиевой жилой при расположении Кабель с медной жилой при расположении Кабель с алюминиевой жилой при расположении
В плоскости треугольником В плоскости Треугольником В плоскости Треугольником В плоскости Треугольником
50 250 225 195 170 290 240 225 185
70 310 275 240 210 360 300 280 230
95 336 326 263 253 448 387 349 300
120 380 370 298 288 515 445 403 346
150 416 413 329 322 574 503 452 392
185 466 466 371 364 654 577 518 450
240 531 537 426 422 762 677 607 531
300 590 604 477 476 865 776 693 609
400 633 677 525 541 959 891 787 710
500 697 759 587 614 1081 1025 900 822
630 762 848 653 695 1213 1166 1026 954
800 825 933 719 780 1349 1319 1161 1094

Приложение 3 (окончание)

Допустимый длительный ток для кабелей с медными жилами с бумажной пропитанной маслоканифольной и нестекающей массами изоляцией в свинцовой оболочке
Сечение токопроводящей жилы, мм2 Ток, А, для кабелей трёхжильных напряжением, кВ, при прокладке
6 10
в земле в воздухе в земле в воздухе
10 80 55
16 105 65 95 60
25 135 90 120 85
35 160 110 150 105
50 200 145 180 135
70 245 175 215 165
95 295 215 265 200
120 340 250 310 240
150 390 290 355 270
185 440 325 400 305
240 510 375 460 350
Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами с бумажной пропитанной маслоканифольной и нестекающей массами изоляцией в свинцовой или алюминиевой оболочке
Сечение токопроводящей жилы, мм2 Ток, А, для кабелей трёхжильных напряжением, кВ, при прокладке
6 10
в земле в воздухе в земле в воздухе
10 60 42
16 80 50 75 46
25 105 70 90 65
35 125 85 115 80
50 155 110 140 105
70 190 135 165 130
95 225 165 205 155
120 260 190 240 185
150 300 225 275 210
185 340 250 310 235
240 390 290 355 270

Библиографический список

  1. Богородицкий Н. П., Пасынков В. В., Тареев Б. М. Электротехнические материалы. – М.; Л.: Энергоатомиздат, 1985. – 352 с.
  2. Тареев Б. М. Физика электрических материалов. – М.: Энергоиздат, 1982. – 320 с.
  3. Электротехнический справочник: В 4 т. Т. 1. Общие вопросы. Электротехнические материалы /Под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др. – 9-е изд., стер. – М.: Издательство МЭИ, 2003. – 440 с.

Содержание

Общие методические рекомендации по выполнению расчётно-графического задания 3
Электропроводность диэлектриков 3
Диэлектрические потери
7
Электрическая прочность 9
Расчётно-графическая работа 12
Задание 1. Исследование электропроводности твёрдых диэлектриков 12
Задание 2. Исследование диэлектрических потерь 13
Задание 3. Исследование влияния неоднородности электрических полей на электрический пробой диэлектриков 14
Экзаменационные вопросы 16
Приложение 1. Усреднённые технические характеристики некоторых диэлектриков 18
Приложение 2. Электрические свойства металлов и их сплавов 19
Приложение 3. Допустимые токовые нагрузки кабелей 20
Библиографический список 24

Электроматериаловедение РГР (вариант 45) 00001

 

50 ГЕНИАЛЬНЫХ СПОСОБОВ СПИСАТЬ НА ЭКЗАМЕНЕ / ШКОЛЬНЫЕ ЛАЙФХАКИ + КОНКУРС50 ГЕНИАЛЬНЫХ СПОСОБОВ СПИСАТЬ НА ЭКЗАМЕНЕ / ШКОЛЬНЫЕ ЛАЙФХАКИ + КОНКУРС

Отзывы

Отзывов пока нет.

Будьте первым кто оставил отзыв;

Ваш адрес email не будет опубликован.


Заказать