Вся РоссияКомпании
здесь будут опции для поиска

Диэлектрические потери


Диэлектрическими потерями называют электрическую мощность, рассеиваемую в изоляции под действием приложенного к ней напряжения. Эта мощность рассеивается в изоляции, превращаясь в тепло. Диэлектрические потери участка кабеля, имеющего емкость С ф при переменном напряжении U и частоте ω = 2πf, равны

где δ - угол диэлектрических потерь в изоляции; тангенс угла δ равен отношению активного и реактивного токов:

Чем больше угол 6, тем больше при прочих равных условиях диэлектрические потери. Величина, обратная tgδ, т. е. ctgδ, называется добротностью изоляции Q.

Зависимость tgδ от частоты приведена на рис. 1-5.

При низких частотах tgδ имеет максимальное значение (при ω→0 tgδ→∞). Ρ повышением частоты кривая tgδ θмеет сначала минимум, после чего диэлектрические потери с повышением частоты увеличиваются и достигают максимума. Затем потери с повышением частоты начинают убывать (при ω→∞ tgδ = 0). Νаличие максимума средних температурах характерно для дипольных электроизоляционных материалов и обусловлено поворотом диполей при этих частотах. Диэлектрические потери увеличиваются при повышении температуры вследствие увеличения тока проводимости и тока абсорбции (рис. 1-6). Диэлектрические потери, обусловленные дипольной поляризацией, имеют максимальное значение при частоте, некоторой определенной температуре для каждого материала. Изоляционные материалы, представляющие собой смесь двух или более дипольных веществ, будут иметь кривую зависимости tgδ ξт температуры с двумя и более максимумами, обусловленными влиянием отдельных составляющих смеси. Характерные зависимости tgδ δипольных - веществ наблюдаются при одновременном изменении температуры и частоты. При возрастании частоты температура, соответствующая максимуму tgδ ρдвигается в область более низких вязкостей материала. Соответственно при возрастании температуры кривые зависимости tgδ ξт частоты имеют максимум tgδ β области более высоких частот. У гигроскопичных материалов tgδ заметно возрастает при увеличении влажности. Для оценки качества изоляции силовых кабелей высокого напряжения большое значение имеет зависимость tgδ ξт напряжения, так как повышение tgδ μожет быть связано с ионизацией газовых включений в изоляции кабелей. При подъеме напряжения величина tgδ ρначала остается неизменной, а затем начинает возрастать. Зависимость tgδ ξт напряжения принято называть кривой ионизации, а напряжение, при котором tgδ νачинает возрастать,- точкой ионизации (рис.1-7).

Ионизация происходит в газовых включениях, что вызывает различные химические процессы, вредно действующие на изоляцию и приводящие, в конце концов, к ее пробою. Поэтому ионизация газовых включений в работающем кабеле совершенно недопустима, следовательно, рабочее напряжение кабеля должно быть ниже напряжения ионизации.

На величину диэлектрических потерь оказывают влияние также время нахождения кабеля под напряжением и температура изоляции.

Удельные диэлектрические потери на единицу объема

Эквивалентное значение диэлектрических потерь комбинированной изоляции, включающей две компоненты,

где ε 1 и ε 2 - диэлектрические проницаемости;

tgδ 1 и tgδ 2 - тангенсы углов диэлектрических потерь;

V 1 и V 2 - объемы отдельных компонентов изоляции (при непрерывной и одинаковой по длине изоляции кабеля - сечения отдельных слоев).

Эквивалентное значение tgδ δвухслойной в радиальном направлении изоляции


к содержанию