Constantes dielétricas e perda de meios de isolamento

1.Definição de constante dielétrica
constante dielétrica (KDescrição visualmente como a reação das camadas atómicas dentro da cadeia de polímeros quando a polarização ocorre[Considere a polarização como a adição de campos elétricos às cadeias moleculares.“Aparentemente”Resposta (por exemplo, movimento ou deslocamento)]- É.KO valor não está relacionado com o movimento do polímero polarizado, mas é uma medida da capacidade de armazenamento de energia elétrica de um material de isolamento. Como resultado do movimento do grupo de energia polar, a energia elétrica é armazenada. A constante dielétrica é a proporção de energia elétrica armazenada em um polímero isolante e energia elétrica armazenada em vácuo (do mesmo tamanho).

  As constantes dielétricas estão intimamente relacionadas com a estrutura dos polímeros. Pequenas áreas de diópolos em materiais isolantes de polímeros, como o polietileno, armazenam pequenas quantidades de energia elétrica.KO valor também é pequeno. Quando há ligações polares em polímeros (Nota: em moléculas compostas, ligações covalentes formadas por diferentes átomos, devido à capacidade de dois átomos de atrair elétrons diferentes, compartilhar elétrons inevitavelmente inclinado para atrair elétrons do lado dos átomos com capacidade mais forte, assim atraindo elétricidade relativa do lado dos átomos com capacidade mais fraca de elétrons, tais ligações covalentes são chamadas ligações polares covalentes, abreviadamente ligações polares.)KO valor aumentará. Contém diópolos (Nota: se a eletronegatividade de vários átomos dentro de uma molécula for muito diferente, os átomos mais eletronegativos atrairão os elétrons mais perto de si mesmos, tornando a região ocupada mais negativa; além disso, a região dos átomos menos eletronegativos se tornará mais positiva. Desta forma, se formampolímeros (como copolímeros de vinilo que contêm éster de acetato de vinilo ou acrílico de éster de etilo) do que polietileno (ouXLPEPode armazenar mais energia elétrica e o valor da constante dielétrica também é maior. Constantes dielétricas de polímeros com polaridade significativa são mais altas; Por exemplo, materiais de poliamida[Nylon ou Hyperphane (polietileno clorosulfurado)]- É.KOs valores variam com a frequência, com a frequência50 ~ 60HzO valor da hora é menor. A constante dielétrica é uma proporção (a relação entre o polímero e a carga elétrica armazenada no vácuo de tamanho equivalente), sem unidades, apenas um valor de esquema infinito.

  2.Procedimentos de teste e efeitos das constantes dielétricasKFatores do valor

Procedimento de teste de constante dielétricaASTM-D150eIEC60260. Essencialmente, o objeto de teste é uma amostra de material isolante colocada entre dois eletrodos de placa plana de metal e aplicada uma certa tensão. Tamanho da amostra ver as disposições de procedimento relevantes, a amostra deve ser plana[Deve ser maior do que o diâmetro do eletrodo redondo medido50 milímetros（2polegadas）]A segunda tensão é aplicada entre os dois eletrodos sem amostra. A relação entre os dois valores de medição acima é a constante dielétrica. A constante dielétrica é a relação entre a capacidade do material dielétrico e a capacidade do ar do mesmo tamanho. Como o valor da constante dielétrica do material de isolamento é maior do que o vácuo, independentemente do tipo de isolamento de polímero,KValores maiores que1A constante dielétrica dos polímeros a temperatura ambiente é geralmente2~10Quanto menor o valor, menor a perda de mídia correspondente. A constante dielétrica está relacionada à temperatura e também à frequência do teste (correlação mais fraca do que a primeira). A frequência do teste é geralmente60 ~ 1000HzEntre. Constantes dielétricas para vários materiais de isolamento comuns6-1. Diferentes densidades (cristalidade) de polietilenoKExistem pequenas diferenças de valor; aumento da densidade,KO valor aumentou ligeiramente, mas a diferença é pequena.

  Com base no princípio acima, com o envelhecimento e oxidação do cabo isolante poliolefina (como a formação de árvores de água), oKO valor aumentará ligeiramente.

  3.Perda de mídia

  Como pode ser visto na discussão da seção anterior, o isolamento do cabo é semelhante ao capacitor. Sob campos de corrente alternada, a maioria dos capacitores perde parte da energia elétrica. Durante cada ciclo, a proporção entre o consumo de energia do isolante e a energia armazenada é chamada de fator de perda, ou (o ângulo de perda é perpendicular quando o sistema de isolamento suporta um campo elétrico sinusoidal). Essa perda de energia é convertida em calor e, portanto, o fator de perda serve como parâmetro para medir a eficiência do isolamento.

  A perda também é representada pelo fator de potência disponível, que é o valor sinusoidal do ângulo de perda. O fator de potência é diferente do fator de perda, mas0.1Os valores dos dois são muito próximos. Isolamento de baixa perda semelhante, geralmente sempre menor do que0.1(Portanto, a diferença numérica entre os dois fatores pode ser ignorada). À medida que a perda aumenta, a diferença aumenta.