חוזק דיאלקטרי של שמני שנאים

אחד האינדיקטורים העיקריים המאפיינים את תכונות הבידוד שמני שנאים בתרגול היישום שלהם הוא החוזק הדיאלקטרי שלהם:

E = UNC / H

שבו Upr - מתח התמוטטות; h הוא המרחק בין האלקטרודות.

מתח התמוטטות אינו קשור ישירות למוליכות ספציפית, אלא, כמוהו, רגיש מאוד לנוכחות זיהומים... לכל הפחות, שינוי בלחות דיאלקטרי נוזלי והנוכחות של זיהומים בו (כמו גם עבור מוליכות) החוזק הדיאלקטרי יורד בחדות. שינויים בלחץ, צורה וחומר של האלקטרודות והמרחק ביניהן משפיעים על החוזק הדיאלקטרי. יחד עם זאת, גורמים אלו אינם משפיעים על המוליכות החשמלית של הנוזל.

שמן שנאי נקי, ללא מים ולכלוכים אחרים, ללא קשר להרכבו הכימי, יש לו מתח פירוק גבוה מספיק לתרגול (יותר מ-60 קילוואט), שנקבע באלקטרודות נחושת שטוחות עם קצוות מעוגלים ומרחק של 2.5 מ"מ ביניהן. חוזק דיאלקטרי אינו קבוע חומר.

במתחי השפעה, לנוכחות של זיהומים אין כמעט השפעה על החוזק הדיאלקטרי. מקובל בדרך כלל שמנגנון הכשל של מתחי הלם (אימפולס) וחשיפה ארוכת טווח שונה. במתח דופק, החוזק הדיאלקטרי גבוה משמעותית מאשר בחשיפה ארוכה יחסית למתח בתדר של 50 הרץ. כתוצאה מכך, הסיכון להתחלפות נחשולים ופריקות ברק נמוך יחסית.

העלייה בחוזק עם עלייה בטמפרטורה מ-0 ל-70 מעלות צלזיוס קשורה להסרת הלחות משמן השנאי, המעבר שלו מאמולסיה למצב מומס וירידה בצמיגות השמן.

גזים מומסים ממלאים תפקיד חשוב בתהליך הפירוק. גם כאשר עוצמת השדה החשמלי נמוכה מזו של ההרס, נצפית היווצרות בועות על האלקטרודות. ככל שהלחץ יורד עבור שמן שנאי שאינו מפורק, חוזקו פוחת.

מתח השבר אינו תלוי בלחץ במקרים הבאים:

א) נוזלים שהוסרו לחלוטין;

ב) מתחי הלם (ללא קשר לזיהום ותכולת הגז בנוזל);

ג) לחץ גבוה [כ-10 MPa (80-100 atm)].

מתח הפירוק של שמן שנאי נקבע לא על ידי תכולת המים הכוללת, אלא על ידי ריכוזו במצב אמולסיה.

היווצרות של מי אמולסיה וירידה בחוזק הדיאלקטרי מתרחשות בשמן שנאים המכיל מים מומסים עם ירידה חדה בטמפרטורה או בלחות יחסית של האוויר, כמו גם עם ערבוב השמן עקב ספיחה של מים הנספגים על פני השטח של האוויר. כְּלִי שַׁיִט.

בהחלפת זכוכית במיכל בפוליאתילן, כמות המים האמולסיה נספגת בעת ערבוב השמן מהמשטח ומגבירה את חוזקו בהתאם. שמן שנאי, מנוקז בזהירות ממיכל זכוכית (ללא ערבוב), בעל חוזק חשמלי גבוה.

חומרים קוטביים בעלי נקודות רתיחה נמוכות וגבוהות, היוצרים פתרונות אמיתיים בשמן שנאים, כמעט ואינם משפיעים על המוליכות והחוזק החשמלי. חומרים היוצרים תמיסות קולואידיות או תחליבים בגודל טיפה קטן מאוד בשמן שנאים (שהם הגורם למוליכות אלקטרופורטית), אם יש להם נקודת רתיחה נמוכה, מופחתים, ואם נקודת הרתיחה שלהם גבוהה, הם למעשה אינם משפיעים על כוח.

למרות הכמות העצומה של חומר ניסוי, יש לציין שעדיין אין תיאוריה מקובלת מאוחדת של פירוק דיאלקטריות נוזליות, המיושמת אפילו בתנאים של חשיפה ממושכת למתח.

הפירוק של דיאלקטרי נוזלים מזוהמים בזיהומים במהלך חשיפה ממושכת למתח הוא בעצם התמוטטות גז בתכריכים.

ישנן שלוש קבוצות של תיאוריות:

1) תרמית, הסבר היווצרות של תעלת גז כתוצאה מהרתחה של הדיאלקטרי עצמו במקומות מקומיים מגביר את אי-הומוגניות השדה (בועות אוויר וכו')

2) גז, שמקורו לריקבון הוא בועות גז הנספגות על האלקטרודות או מומסות בשמן;

3) כימי, המסביר את ההתמוטטות כתוצאה מתגובות כימיות המתרחשות בדיאלקטרי תחת פעולת פריקה חשמלית בבועת גז. המשותף לתיאוריות הללו הוא שהתמוטטות הנפט מתרחשת בתעלת אדים שנוצרת על ידי אידוי הדיאלקטרי הנוזלי עצמו.

ההשערה היא שתעלת האדים נוצרת על ידי זיהומים בעלי רתיחה נמוכה אם הם גורמים למוליכות מוגברת.

בהשפעת שדה חשמלי, הלכלוכים המצויים בשמן ויוצרים בו תמיסה קולואידלית או מיקרואמולסיה נמשכים לאזור שבין האלקטרודות ומובלים לכיוון השדה. כמות משמעותית של חום משוחרר במקרה זה, בשל המוליכות התרמית הנמוכה של הדיאלקטרי, מושקעת על חימום חלקיקי הטומאה עצמם. אם זיהומים אלו הם הגורם למוליכות הספציפית הגבוהה של השמן, הרי שבנקודת רתיחה נמוכה של הזיהומים הם מתאדים ויוצרים, אם תכולתם מספקת, "תעלת גז" בה מתרחש פירוק.

מוקדי אידוי יכולים להיות בועות גז או אדים הנוצרות בהשפעת שדה (כתוצאה מתופעת ההיצרות) עקב זיהומים המומסים בשמן (אוויר וגזים אחרים, ואולי גם תוצרים בעלי רתיחה נמוכה של חמצון של דיאלקטרי נוזלי. ).

מתח הפירוק של שמנים תלוי בנוכחות מים קשורים. בתהליך של ייבוש ואקום של שמן, נצפים שלושה שלבים: I - עלייה חדה במתח הפירוק המקביל להסרת מי אמולסיה, II - שבו מתח השבר משתנה מעט ונשאר ברמה של כ-60 קילו וולט ב. הלם סטנדרטי, ולאחר מכן זמן מומס ומים קשורים בצורה חלשה, ו-III - צמיחה איטית של מתח שמן ריקבון על ידי הסרת מים קשורים.