Baadhi ya nyenzo zinazotumika katika vifaa vya umeme na saketi za usambazaji wa nishati zina sifa ya dielectric, yaani, zina ukinzani mkubwa dhidi ya mkondo wa umeme. Uwezo huu huwawezesha kupita sasa, na kwa hiyo hutumiwa kuunda insulation kwa sehemu za sasa za kubeba. Vifaa vya kuhami umeme vimeundwa sio tu kutenganisha sehemu za sasa za kubeba, lakini pia kuunda ulinzi dhidi ya madhara ya hatari ya sasa ya umeme. Kwa mfano, nyaya za umeme za vifaa vya umeme zimefunikwa kwa insulation.
Nyenzo za kuhami za umeme na matumizi yake
Nyenzo za kuhami umeme hutumiwa sana katika tasnia, uundaji wa redio na ala, na ukuzaji wa mitandao ya umeme. Uendeshaji wa kawaida wa kifaa cha umeme au usalama wa mzunguko wa usambazaji wa umeme unategemea sanakutumika dielectrics. Baadhi ya vigezo vya nyenzo inayokusudiwa kuhami umeme huamua ubora na uwezo wake.
Matumizi ya vifaa vya kuhami joto yanategemea kanuni za usalama. Uaminifu wa insulation ni ufunguo wa kazi salama na sasa ya umeme. Ni hatari sana kutumia vifaa na insulation iliyoharibiwa. Hata mkondo mdogo wa umeme unaweza kuathiri mwili wa binadamu.
Sifa za dielectrics
Nyenzo za kuhami umeme lazima ziwe na sifa fulani ili kutekeleza majukumu yake. Tofauti kuu kati ya dielectrics na conductors ni resistivity kiasi kikubwa (109-1020 ohm cm). Conductivity ya umeme ya conductors kwa kulinganisha na dielectri ni mara 15 zaidi. Hii ni kutokana na ukweli kwamba insulators kwa asili yao wana mara kadhaa chini ya ions bure na elektroni, ambayo hutoa conductivity ya sasa ya nyenzo. Lakini wakati nyenzo zinapokanzwa, kuna zaidi yao, ambayo huchangia kuongezeka kwa conductivity ya umeme.
Tofautisha kati ya sifa amilifu na tulivu za dielectri. Kwa vifaa vya kuhami joto, mali ya passiv ni muhimu zaidi. Mara kwa mara ya dielectric ya nyenzo inapaswa kuwa chini iwezekanavyo. Hii inaruhusu isolator si kuanzisha capacitances vimelea katika mzunguko. Kwa nyenzo inayotumika kama dielectri ya capacitor, dielectric constant inapaswa, kinyume chake, kuwa kubwa iwezekanavyo.
Chaguo za insulation
Kwa vigezo kuuinsulation ya umeme ni pamoja na nguvu za umeme, resistivity umeme, permittivity jamaa, dielectric hasara angle. Wakati wa kutathmini sifa za kuhami za umeme za nyenzo, utegemezi wa sifa zilizoorodheshwa juu ya ukubwa wa sasa wa umeme na voltage pia huzingatiwa.
Bidhaa na nyenzo za kuhami joto zina nguvu kubwa zaidi ya umeme ikilinganishwa na kondakta na halvledare. Muhimu pia kwa dielectri ni uthabiti wa maadili maalum wakati wa joto, ongezeko la voltage na mabadiliko mengine.
Uainishaji wa nyenzo za dielectric
Kulingana na nguvu ya sasa inayopita kwenye kondakta, aina tofauti za insulation hutumiwa, ambazo hutofautiana katika uwezo wao.
Kulingana na vigezo vipi vifaa vya kuhami umeme vimegawanywa? Uainishaji wa dielectrics unategemea hali yao ya mkusanyiko (imara, kioevu na gesi) na asili (kikaboni: asili na synthetic, isokaboni: asili na bandia). Aina ya kawaida ya dielectri dhabiti, ambayo inaweza kuonekana kwenye nyaya za vifaa vya nyumbani au vifaa vingine vyovyote vya umeme.
Dielectri imara na kioevu, kwa upande wake, zimegawanywa katika vikundi vidogo. Dielectrics imara ni pamoja na vitambaa vya varnished, laminates na aina mbalimbali za mica. Nta, mafuta na gesi zenye maji ni nyenzo za kuhami za umeme za kioevu. Dielectri maalum za gesi hutumiwa mara chache sana. Aina hii pia inajumuishainsulator ya asili ya umeme ni hewa. Matumizi yake ni kutokana na sifa za hewa tu, ambayo hufanya dielectric bora, lakini pia kwa uchumi wake. Matumizi ya hewa kama insulation hauhitaji gharama za ziada za nyenzo.
Solid Dielectrics
Nyenzo dhabiti za kuhami joto ndio tabaka pana zaidi la dielectri zinazotumika katika nyanja mbalimbali. Zina sifa tofauti za kemikali, na dielectri isiyobadilika ni kati ya 1 hadi 50,000.
Dielectri imara zimegawanywa katika zisizo za polar, polar na ferroelectrics. Tofauti zao kuu ni katika taratibu za polarization. Darasa hili la insulation lina mali kama vile upinzani wa kemikali, upinzani wa kufuatilia, upinzani wa dendritic. Upinzani wa kemikali unaonyeshwa kwa uwezo wa kuhimili ushawishi wa mazingira mbalimbali ya fujo (asidi, alkali, nk). Upinzani wa kufuatilia huamua uwezo wa kuhimili athari za arc ya umeme, na upinzani wa dendritic huamua uundaji wa dendrites.
Dielectrics Imara hutumika katika nyanja mbalimbali za nishati. Kwa mfano, vifaa vya kuhami vya umeme vya kauri hutumiwa zaidi kama vihami vya laini na vya bushing katika vituo vidogo. Karatasi, polima, fiberglass hutumiwa kama insulation kwa vifaa vya umeme. Kwa mashine na vifaa, varnish, kadibodi, mchanganyiko hutumiwa mara nyingi.
Kwa matumizi katika hali mbalimbali za uendeshaji, insulation hupewa baadhi ya sifa maalum kwa kuchanganya tofautivifaa: upinzani wa joto, upinzani wa unyevu, upinzani wa mionzi na upinzani wa baridi. Vihami joto vinavyoweza kuhimili joto vinaweza kuhimili joto hadi 700 ° C, hizi ni pamoja na glasi na vifaa kulingana na wao, organosilites na polima kadhaa. Nyenzo inayostahimili unyevu na inayostahimili kitropiki ni fluoroplastic, isiyo ya RISHAI na haidrofobu.
Insulation inayostahimili mionzi hutumika katika vifaa vyenye vipengele vya atomiki. Inajumuisha filamu za isokaboni, aina fulani za polima, fiberglass na vifaa vya mica. Sugu ya theluji ni insulation ambazo hazipoteza mali zao kwa joto hadi -90 ° C. Mahitaji maalum yanawekwa kwenye insulation iliyopangwa kwa vifaa vinavyofanya kazi katika nafasi au hali ya utupu. Kwa madhumuni haya, nyenzo zisizo na utupu hutumiwa, ambazo ni pamoja na keramik maalum.
Dielectri za maji
Nyenzo za kuhami umeme kioevu hutumiwa mara nyingi katika mashine na vifaa vya umeme. Mafuta ina jukumu la insulation katika transformer. Dielectric za kioevu pia ni pamoja na gesi iliyoyeyuka, vaseline isiyojaa na mafuta ya taa, polyorganosiloxanes, maji yaliyosafishwa (yaliyosafishwa kutokana na chumvi na uchafu).
Sifa kuu za dielectri za kioevu ni dielectric constant, nguvu ya umeme na upitishaji umeme. Pia, vigezo vya umeme vya dielectri kwa kiasi kikubwa hutegemea kiwango cha utakaso wao. Uchafu mgumu unaweza kuongeza conductivity ya umeme ya vinywaji kutokana na ukuaji wa ioni za bure na elektroni. Utakaso wa vinywaji kwa kunereka, kubadilishana ioni, nk. husababisha kuongezeka kwa nguvu ya umeme ya nyenzo, na hivyo kupunguza upitishaji wake wa umeme.
Dielectri za maji zimegawanywa katika vikundi vitatu:
- mafuta ya petroli;
- mafuta ya mboga;
- vimiminika vya kutengeneza.
Mafuta yanayotumika sana ni mafuta ya petroli kama vile transfoma, kebo na mafuta ya capacitor. Maji ya syntetisk (organsilicon na misombo ya organofluorine) pia hutumiwa katika uhandisi wa vifaa. Kwa mfano, misombo ya organosilicon haiwezi kustahimili theluji na RISHAI, kwa hivyo hutumiwa kama kizio katika transfoma ndogo, lakini gharama yake ni kubwa kuliko bei ya mafuta ya petroli.
Mafuta ya mboga kwa kweli hayatumiki kama nyenzo za kuhami joto katika teknolojia ya kuhami umeme. Hizi ni pamoja na castor, linseed, katani na tung mafuta. Nyenzo hizi ni dielectrics dhaifu za polar na hutumiwa hasa kwa kupachika vidhibiti vya karatasi na kama wakala wa kutengeneza filamu katika vanishi za kuhami umeme, rangi na enameli.
Dielectri za gesi
Eletriki za gesi zinazotumika zaidi ni hewa, nitrojeni, hidrojeni na gesi ya SF6. Gesi za kuhami za umeme zimegawanywa katika asili na bandia. Hewa ya asili hutumiwa kama insulation kati ya sehemu zinazobeba sasa za mistari ya nguvu na mashine za umeme. Kama insulator, hewa ina hasara ambayo inafanya kuwa haiwezekani kuitumia katika vifaa vilivyofungwa. Kutokana na kuwepo kwa mkusanyiko wa juu wa oksijeni, hewa ni wakala wa vioksidishaji, na katika maeneo yasiyofanana, nguvu ya chini ya umeme ya hewa inaonekana.
Vibadilishaji vya umeme na nyaya zenye voltage ya juu hutumia nitrojeni kama insulation. Hidrojeni, pamoja na nyenzo za kuhami umeme, pia ni baridi ya kulazimishwa, ndiyo sababu hutumiwa mara nyingi katika mashine za umeme. Katika mitambo iliyofungwa, SF6 hutumiwa mara nyingi. Kujaza gesi ya SF6 hufanya kifaa kisilipuke. Inatumika katika vivunja saketi zenye voltage ya juu kutokana na sifa zake za kuzimia kwa arc.
Dielectrics za kikaboni
Nyenzo za dielectri hai zimegawanywa katika asili na sintetiki. Dielectri za kikaboni asilia kwa sasa hutumiwa mara chache sana, kwani utengenezaji wa zile za syntetisk unaongezeka zaidi na zaidi, na hivyo kupunguza gharama yake.
Kwa dielectrics asilia za kikaboni ni pamoja na selulosi, mpira, mafuta ya taa na mafuta ya mboga (mafuta ya castor). Dielectrics za kikaboni sintetiki ni plastiki mbalimbali na elastoma zinazotumiwa mara nyingi katika vifaa vya umeme vya nyumbani na vifaa vingine.
Dielectri zisizo za asili
Nyenzo za dielectri zisizo hai zimegawanywa katika asili na bandia. Ya kawaida ya vifaa vya asili ni mica, ambayo ina upinzani wa kemikali na joto. Phlogopite na muscovite pia hutumika kwa insulation ya umeme.
Kwa isokaboni bandiadielectrics ni pamoja na kioo na vifaa kulingana na hilo, pamoja na porcelaini na keramik. Kulingana na maombi, dielectri ya bandia inaweza kupewa mali maalum. Kwa mfano, keramik za feldspar hutumika kwa vichaka, ambavyo vina upotevu wa juu wa dielectric.
Nyenzo za kuhami umeme zenye nyuzi
Nyenzo zenye nyuzinyuzi mara nyingi hutumika kwa insulation katika vifaa vya umeme na mashine. Hizi ni pamoja na nyenzo za asili ya mimea (mpira, selulosi, vitambaa), nguo za syntetisk (nylon, capron), pamoja na nyenzo za polystyrene, polyamide, nk.
Nyenzo za nyuzi-hai zina RISHAI nyingi, kwa hivyo hutumiwa mara chache bila upachikaji maalum.
Hivi majuzi, badala ya nyenzo za kikaboni, insulation ya nyuzi sintetiki imetumika, ambayo ina kiwango cha juu cha kustahimili joto. Hizi ni pamoja na nyuzi za kioo na asbestosi. Fiber ya kioo imeingizwa na varnishes mbalimbali na resini ili kuongeza mali yake ya hydrophobic. Uzi wa asbesto una nguvu ndogo ya kiufundi, kwa hivyo nyuzinyuzi za pamba huongezwa humo mara nyingi.
