Угол диэлектрических потерь: УГОЛ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ — это… Что такое УГОЛ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ?

Содержание

УГОЛ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ — это… Что такое УГОЛ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ?

УГОЛ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ
УГОЛ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ — угол, на который вектор электрической индукции в среде отстает от вектора напряженности переменного электрического поля. Характеризует диэлектрические потери энергии в среде.

Большой Энциклопедический словарь. 2000.

  • УГОЛ АТАКИ
  • УГОЛЕВ Александр Михайлович

Смотреть что такое «УГОЛ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ» в других словарях:

  • угол диэлектрических потерь — угол потерь Угол между векторами плотностей переменного тока проводимости и тока смещения диэлектрика на комплексной плоскости. [ГОСТ 21515 76] Тематики материалы диэлектрические Синонимы угол потерь …   Справочник технического переводчика

  • угол диэлектрических потерь — угол диэлектрических потерь; угол потерь Угол сдвига фаз между векторами тока и его реактивной (емкостной) составляющей в находящейся под переменным напряжением электрической изоляции …   Политехнический терминологический толковый словарь

  • УГОЛ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ — разность б фаз колебаний векторов электрич. индукции D и напряжённости переменного электрич. поля E. Характеризует диэлектрические потери в среде. Отношение энергии, поглощённой диэлектриком за период колебаний, к ср. энергии переменного электрич …   Физическая энциклопедия

  • Угол диэлектрических потерь — 67. Угол диэлектрических потерь Угол потерь Угол между векторами плотностей переменного тока проводимости и тока смещения диэлектрика на комплексной плоскости Источник: ГОСТ 21515 76: Материалы диэлектрические. Термины и определения оригинал… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • угол диэлектрических потерь — угол, на который вектор электрической индукции в среде отстаёт от вектора напряжённости переменного электрического поля. Характеризует диэлектрические потери энергии в среде. * * * УГОЛ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ УГОЛ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ, угол, на …   Энциклопедический словарь

  • угол диэлектрических потерь — dielektrinių nuostolių kampas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Fazių poslinkio tarp srovės vektoriaus ir jo talpinio sando kampas dielektrike, kurį veikia kintamoji įtampa.

    atitikmenys: angl. dielectric loss angle vok.… …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

  • угол диэлектрических потерь — dielektrinių nuostolių kampas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. dielectric loss angle vok. dielektrischer Verlustwinkel, m rus. угол диэлектрических потерь, m pranc. angle de pertes diélectriques, m …   Fizikos terminų žodynas

  • УГОЛ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ

    — угол, на к рый вектор электрич. индукции в среде отстаёт от вектора напряжённости переменного электрич. поля. Характеризует диэлектрич. потери энергии в среде …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • Угол диэлектрических потерь —         разность фаз между векторами электрического поля и электрической индукции, которая обусловлена потерями энергии в диэлектрике. Подробнее см. Диэлектрические потери …   Большая советская энциклопедия

  • тангенс угла диэлектрических потерь — тангенс угла диэлектрических потерь; тангенс угла потерь см.

    Угол диэлектрических потерь, угол потерь …   Политехнический терминологический толковый словарь

HydroMuseum – Тангенс угла диэлектрических потерь

Тангенс угла диэлектрических потерь

Диэлектрическими потерями называют энергию, рассеиваемую в электроизоляционном материале под воздействием на него электрического поля.

Способность диэлектрика рассеивать энергию в электрическом поле обычно характеризуют углом диэлектрических потерь, а также тангенсом угла диэлектрических потерь. При испытании диэлектрик рассматривается как диэлектрик конденсатора, у которого измеряется емкость и угол δ, дополняющий до 90° угол сдвига фаз между током и напряжением в емкостной цепи. Этот угол называется углом диэлектрических потерь.

Измерение тангенса угла диэлектрических потерь

Для измерения емкости и угла диэлектрических потерь (или tgδ) эквивалентную схему конденсатора представляют как идеальный конденсатор с последовательно включенным активным сопротивлением (последовательная схема) или как идеальный конденсатор с параллельно включенным активным сопротивлением (параллельная схема).

Рис. 1. Векторная диаграмма тока и напряжения в диэлектрике с потерями

Для последовательной схемы активная мощность:

Р=(U2ωtgδ)/(1+tg

2δ), tgδ = ωСR

Для параллельной схемы:

Р=U2ωtgδ, tgδ = 1/(ωСR)

где С – емкость идеального конденсатора; R – активное сопротивление.

Значение угла диэлектрических потерь обычно не превышает сотых или десятых долей единицы (поэтому угол диэлектрических потерь принято выражать в процентах), тогда 1+tg2δ≈ 1, а потери для последовательной и параллельной схем замещения Р=U2ωtgδ, tgδ = 1/(ωСR)

Значение потерь пропорционально квадрату приложенного к диэлектрику напряжения и частоте, что необходимо учитывать при выборе электроизоляционных материалов для аппаратуры высокого напряжения и высокочастотной.

С увеличением приложенного к диэлектрику напряжения до некоторого значения U0 начинается ионизация имеющихся в диэлектрике газовых и жидкостных включений, при этом δ начинает резко возрастать за счет дополнительных потерь, вызванных ионизацией. При U1 газ ионизирован и уменьшается (рис. 2).

Рис. 2. Ионизационная кривая tgδ = f (U)

Значение тангенса угла диэлектрических потерь измеряют при напряжениях, меньших U0(обычно 3–10 кВ). Напряжение выбирается так, чтобы облегчить испытательное устройство при сохранении достаточной чувствительности прибора.

Значение тангенса угла диэлектрических потерь (tgδ) нормируется для температуры 20°С, поэтому измерение следует производить при температурах, близких к нормированной (10–20оС). В этом диапазоне температур изменение диэлектрических потерь невелико, и для некоторых типов изоляции измеренное значение может без пересчета сравниваться с нормированным для 20°С.

Для устранения влияния токов утечки и внешних электростатических полей на результаты измерения на испытуемом объекте и вокруг измерительной схемы монтируют защитные приспособления в виде охранных колец и экранов. Наличие заземленных экранов вызывает появление паразитных емкостей; для компенсации их влияния обычно применяют метод защитного напряжения, регулируемого по значению и фазе.

Наибольшее распространение получили мостовые схемы измерения емкости и тангенса угла диэлектрических потерь. В настоящее время промышленность выпускает мосты переменного тока типов Р5026 и Р525.Принципиальная схема моста Р525 приведена на рис. 3.

Рис. 3. Принципиальная схема измерительного моста переменного тока Р525

Уравновешивание моста производится путем многократного регулирования элементов схемы моста и защитного напряжения, для чего индикатор равновесия включается то в диагональ, то между экраном и диагональю. Мост считается уравновешенным, если при обоих включениях индикатора равновесия ток через него отсутствует.

В момент равновесия моста  tgδ = 2πfС4Rx;


где f — частота переменного тока, питающего схему

Cх = (R4/Rх0

Постоянное сопротивление R4 выбирается равным 104/π Ом. В этом случае tgδ = С4, где емкость С4 выражена в микрофарадах.

Если измерение проводилось на частоте f‘, отличной от 50Гц, то

tgδ = (f’/50)C4

Когда измерение тангенса угла диэлектрических потерь производится на небольших отрезках кабеля или образцах изоляционных материалов, из-за их малой емкости необходимы электронные усилители (например, типа Ф-50-1 с коэффициентом усиления около 60). Следует иметь в виду, что мост учитывает потери в проводе, соединяющем мост с испытуемым объектом, и измеренное значение тангенса угла диэлектрических потерь будет больше действительного на 2πfRzCx, где Rz — сопротивление провода.

Если один из электродов объекта соединен с землей (кабель с заземленной металлической оболочкой), то вторичную обмотку трансформатора высокого напряжения (ТрВН) не заземляют, а соединяют с точкой

D (рис. 3) или измерение производят по схеме перевернутого моста (мосты типа Р5026), когда высокое напряжение подается к точке D а к точке С подсоединяется заземленный электрод испытуемого объекта.

При измерениях по схеме перевернутого моста регулируемые элементы измерительной схемы находятся под высоким напряжением, поэтому регулирование элементов моста либо производят на расстоянии с помощью изолирующих штанг, либо оператора помещают в общем экране с измерительными элементами.

Тангенс угла диэлектрических потерь трансформаторов и электрических машин измеряют между каждой обмоткой и корпусом при заземленных свободных обмотках.

 
Рис. 4. Приборы для измерение тангенса угла диэлектрических потерь

Компания — Компания «Винк» — дистрибуция инженерных пластиков

Одним из проявлений научно-технического прогресса и связанного с ним процесса технического перевооружения современных производств являются разработка и внедрение новых видов конструкционных материалов, главным образом – полимеров. Современные полимерные материалы обладают целым рядом преимуществ по сравнению с традиционными конструкционными материалами, что позволяет увеличивать производительность и срок службы оборудования, следовательно, повышать рентабельность производства, создавать конкурентные преимущества. В некоторых случаях свойства полимеров настолько уникальны, что альтернативы их применению просто не существует, в особенности, если мы говорим о полимерах нового поколения, внедренных в широкую практику в последнее десятилетие.

Замещение традиционных материалов


Целью нашей компании является активизация внедрения инженерных пластиков в формах полуфабрикатов (листов, прутков и стержней из полипропилена и полиэтилена, профилей, труб, деталей и комплектующих) в различных отраслях современного производства. Основная задача, которую призван решить данный ресурс – помочь техническим специалистам производственных предприятий разобраться в огромном разнообразии современных полимерных материалов, получить информацию о передовом зарубежном опыте применения пластиковых полуфабрикатов для решения инженерных задач в указанных направлениях, найти оптимальное решение применительно к конкретной актуальной задаче.

Основные направления применения полимерных полуфабрикатов


С момента начала практического применения полимеров (приблизительно полвека назад) объем их потребления рос в геометрической прогрессии, и в дальнейшем эта тенденция сохраниться. В частности, в последнее время в отечественной практике широко применяются следующие виды полуфабрикатов инженерных пластиков:

  • Листовой полипропилен, ПВХ листы – для футеровки и изготовления ванн и других видов емкостей промышленного назначения;
  • Листовой полиэтилен – для изготовления емкостей хранения, емкостей смешения, реакторов и прочих видов емкостного оборудования, в том числе в пищевом производстве;
  • Полипропиленовые трубы и фитинги – для создания промышленных трубопроводов;
  • Плиты из сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ, PE1000) – для изготовления деталей машин и механизмов, деталей скольжения, для облицовки технологического оборудования, футеровки поверхностей;
  • Листы PVDF, листы ПНД и других фторопластов – для изготовления емкостного оборудования для особо агрессивных сред;
  • ПВХ фитинги и трубы, трубы из ПВДФ и других фторолефинов (фторопластов) – для создания промышленных трубопроводов.

Более подробно о применении этих и других видов инженерных пластиков в различных отраслях можно узнать в разделе «Решения» нашего сайта.

Тангенс угла диэлектрических потерь | Мир сварки

Таблица — Тангенс угла диэлектрических потерь материалов
Материал Условия измерения Тангенс угла диэлектрических потерь
 Пластмассы
Винипласт   0,015–0,018
Гетинакс 50 Гц, 20 °С 0,12–0,18
106 Гц, 20 °С 0,03–0,05
Капролон   0,022–0,032
Капрон   0,03
Карболит 50 Гц, 20 °С 0,05
Лавсан (пленочный) 50 Гц, 20 °С 0,002–0,006
Полиамид-6.10   0,017–0,03
Поливинилацеталь   0,016
Поливинилбутераль   0,06
Поливинилиденхлорид   0,05–0,08
Поливинилхлорид жесткий   0,015–0,04
Поливинилхлорид пластифицированный   0,04–0,09
Полигексаметиленадипинамид   0,02
Полигексаметиленсебацинамид   0,017–0,03
Поликапролактам (капролон)   0,022–0,032
Поликапролактам (капрон)   0,03
Поликарбонаты   0,01
Поликарбонаты   0,02–0,03
Полиметилметакрилат (оргстекло) 50 Гц, 20 °С 0,02–0,06
Полипропилен   0,0001
Полистирол 50 Гц, 20 °С 0,0,0002–0,0,0003
106 Гц, 20 °С 0,0,0001–0,0008
Полистирол блочный   0,0003
Полистирол ударопрочный   0,0005
Полиуретан 50 Гц, 20 °С 0,012–0,018
Полифенилформаль   0,023
Полихлорвинил 50 Гц, 20 °С 0,01–0,10
Полиэтилен высокого давления 50 Гц, 20 °С 0,0003–0,0006
Полиэтилен низкого давления 106 Гц, 20 °С 0,0002–0,0003
Текстолит 50 Гц, 20 °С 0,06–0,19
106 Гц, 20 °С 0,05–0,07
Фторопласт-4 50 Гц 0,0001–0,0002
Эбонит 50 Гц, 20 °С 0,002–0,006
 Резины
Резина 50 Гц, 20 °С 0,005–0,008
 Жидкости
Компаунд эпоксидный заливочный 50 Гц 0,004–0,008
106 Гц 0,08
Компаунд эпоксидный пропиточный 50 Гц 0,003
106 Гц 0,03
Масло трансформаторное 50 Гц 0,0002
Совол 50 Гц, 20 °С 0,0002
Эмаль 50 Гц, 20 °С 0,02–0,05
 Различные материалы
Бакелит 50 Гц, 20 °С 0,05–0,12
Битумы 50 Гц, 20 °С 0,005
Бумага 50 Гц, 20 °С 0,02
Лакоткань стеклянная 50 Гц 0,005–0,006
Лакоткань хлопчатобумажная 50 Гц 0,08–0,1
Лакоткань шелковая 50 Гц 0,03–0,08
Слюда 50 Гц 0,0001
Стекло 50 Гц 0,006–0,010
Фарфор 50 Гц 0,017
Шеллак 50 Гц, 20 °С 0,009
Электрокартон 50 Гц, 20 °С 0,002

Диэлектрические потери — Энциклопедия по машиностроению XXL

Тангенс угла диэлектрических потерь (50 гц). ………………. 0,015  [c.413]

Из механических свойств фторопласта-4 следует отметить низкий коэффициент трения и ударную прочность при очень низких температурах. Полностью фторированные полимеры относятся к категории отличных диэлектриков с низкими диэлектрическими потерями, которые практически не меняются при изменении температуры и частоты.  [c.430]


Диэлектрические свойства характеризуются удельным объемным электросопротивлением p ,, удельным поверхностным электросопротивлением диэлектрической проницаемостью тангенсом угла диэлектрических потерь tg8 и электрической прочностью (пробивным напряжением) Е р.  [c.345]

Высокочастотную стеатитовую керамику, предназначенную для изделий высокочастотной аппаратуры, получают из талька, глины, углекислых Са и Ва и органических пластификаторов. Обжиг осуществляют при 1230—1350° С. Полученные изделия обладают высокой механической прочностью и небольшими диэлектрическими потерями.[c.382]

Ферриты, подобно пьезокерамике, обладают определенным температурным диапазоном проявления магнитных свойств и соответствующей предельной температурой, до которой проявляются магнитные войства (точка Кюри). Магнитная проницаемость и диэлектрические потери ферритов зависят от температуры и частоты. Так, магнитная проницаемость ферритов с повышением частоты понижается (величина р может составлять от единицы до тысячи).  [c.385]

Электропроводность стекол резко возрастает с повышением температуры и с увеличением содержания ионов Ы, Ыа, К, РЬ, Сз. Тангенс угла диэлектрических потерь кварцевого прозрачного стекла = О, а для большинства стекол составляет (3—100) 10″ . Закаленные стекла имеют диэлектрические потери, примерно в 2 раза большие.  [c.394]

Обладая низкими диэлектрическими потерями (при высоких частотах и температурах), высокой диэлектрической постоянной (при высоких частотах), ситаллы являются незаменимым материалом для изготовления изоляторов.[c.396]

Нагрев ТВЧ применяют и для сварки пластмасс, однако частота используемого там тока значительно выше — до 40 МГц, причем свариваться могут лишь пластмассы с относительно большим тангенсом угла диэлектрических потерь (tg6) — полиметил-метакрилат, поливинилхлорид и т. д.  [c.134]

Из всего многообразия физических свойств важнейшими свойствами, характеризующими вещество как диэлектрик, являются электрические — поляризация, электропроводность, диэлектрические потери и т. д. Многие годы диэлектрики применялись в основном как изоляторы. Поэтому наибольшее значение имели их малые электропроводности и диэлектрические потери, высокая электрическая прочность. В современных условиях диэлектрики используют не только в качестве пассивных элементов различных электрических схем. С их помощью осуществляют преобразование механической и тепловой энергии в электрическую (пьезоэлектрики и пироэлектрики). Ряд диэлектриков находит применение для детектирования, усиления, модуляции электрических и оптических сигналов. При этом важную роль играют такие свойства, как фотоэффект, электрооптические и гальвано-магнитные явления.  [c.271]


Диэлектрические потери очень сильно зависят от концентрации дефектов или примесных атомов. Таким образом, изучение диэлектрических потерь может дать важную информацию о дефектах и примесном составе. С другой стороны, изменяя плотность дефектов или примесей в кристалле, можно получать диэлектрики с широким интервалом изменения диэлектрических потерь. При этом особое значение приобретает вопрос об уменьшении диэлектрических потерь. Диэлектрики, например, широко используют в микроэлектронике. Плотность элементов в интегральных схемах может достигать 10 —10 см 2. Ясно, что вопрос об уменьшении выделения теплоты здесь исключительно важен.  [c.302]

На практике, как правило, определяют не сами потери, а тангенс угла диэлектрических потерь. Эту величину вводят следующим образом. Построим векторную диаграмму токов для конденсатора, заполненного диэлектриком с потерями. Как известно, потери в электротехнике обычно описываются углом ф между векторами напряжения и тока (рис. 8.15).  [c.303]

Из теории переменного тока известно, что активная мощность (т. е. диэлектрические потери в диэлектрике)  [c.303]

В диэлектриках с чисто электронной поляризацией (полиэтилен, полистирол, фторопласт и др.) диэлектрические потери очень малы tg6— (10- — 10 ). В этом случае tgS не зависит от температуры и частоты вплоть до 10 Гц. В диэлектриках с релаксационной поляризацией tg6 существенно изменяется с изменением Т и со. На основе анализа выражений для активного и реактивного токов, связанных с различными видами поляризации, можно получить информацию о вкладе того или иного механизма поляризации в диэлектрические потери.  [c.303]

Диэлектрические потери аморфных диэлектриков существенно зависят от ширины щели подвижности. Если ширина щели невелика, то потери обусловлены, в основном, прыжковой проводимостью.  [c.372]

Вещества в виде порошков или кристаллов располагаются таким образом, чтобы высокочастотное магнитное поле имело наибольшую, а электрическое поле наименьшую величину, с тем чтобы уменьшить диэлектрические потери.  [c.409]

Механизм пробоя диэлектриков может иметь различный характер. Основными видами пробоя твердых диэлектриков являются электрический и тепловой. Электрический пробой представляет собой разрушение диэлектрика силами электрического поля и сопровождается образованием электронных лавин. Тепловой пробой обусловлен нагревом диэлектрика до критической температуры вследствие диэлектрических потерь при нарушении в диэлектрике теплового равновесия. Значение ир при электрическом пробое составляет примерно 100— 1000 МВ/м, а при тепловом — 1 — 10 МВ/м.  [c.543]

В диэлектрике, находящемся в электрическом поле, происходит рассеяние (диссипация) энергии. Рассеиваемую за одну секунду энергию (мощность) называют диэлектрическими потерями. Теряемая энергия преобразуется в теплоту, вызывая нагрев диэлектрика, вследствие чего ухудшаются электрические и другие важные его характеристики. Потери в диэлектриках наблюдаются как при переменном, так и при постоянном напряжении, однако под диэлектрическими потерями понимают мощность, рассеиваемую в переменном электрическом поле. Вектор тока в образце диэлектрика, включенном под переменное напряжение, опережает по фазе вектор напряжения на угол фкачестве параметра диэлектрика используется ig 6 — тангенс угла диэлектрических потерь.  [c.544]

Полные диэлектрические потери в образце диэлектрика емкостью С, включенном под переменное напряжение и с угловой частотой си,  [c.544]

Для оценки потерь в любой точке образца диэлектрика с известным значением напряженности электрического поля Е удобно определять удельные диэлектрические потери  [c. 544]

В переменном электрическом поле различают три главных вида диэлектрических потерь  [c.544]

Газы в обычных условиях характеризуются высоким удельным сопротивлением и очень малыми диэлектрическими потерями. К достоинствам газов относятся также восстановление электроизоляционных свойств после пробоя и отсутствие старения (ухудшение свойств со временем). Недостатком их является невысокая (по сравнению с жидкими и твердыми диэлектриками) электрическая прочность при нормальном давлении. Для увеличения электрической прочности используют как повышение давления газов, так и глубокое их разрежение. Повысить электрическую прочность газовой изоляции можно также, применяя электроотрицательные газы. Молекулы этих газов, содержащие обычно атомы фтора, хлора и других галогенов, способны захватывать свободные электроны и становиться малоподвижными отрицательными ионами. Удаление подвижных электронов затрудняет развитие электрического разряда, вследствие чего электрическая прочность газа возрастает.[c.545]


Вероятность отклонения величины от среднего значения представляет интерес во многих случаях при установлении границ возможных колебаний измеряемой величины, например тангенса угла диэлектрических потерь. Часто можно довольствоваться вероятностью отклонения 87% (при и = = 1,5а), считая, что значения б, находящиеся за границами этого интервала, наблюдаются в виде единичных, редко встречающихся случаев.  [c.13]

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ И УГОЛ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ НА НИЗКИХ ЧАСТОТАХ  [c.47]

Тангенс угла диэлектрических потерь tgб можно определить путем прямых измерений или по результатам косвенных измерений по формулам (3-1) и (3-3).  [c.49]

РАСЧЕТ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ И УГЛА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ  [c.58]

Тангенс угла диэлектрических потерь tg б может быть отсчитан непосредственно по шкале прибора. В тех случаях, когда прибор не имеет шкалы 1й б, последний можно рассчитать, зная емкость и активное сопротивление образца в параллельной или последовательной схеме замещения, по формулам (3-1) и (3-3).  [c.59]

При определении е и tg б возможны случайные ошибки. С целью их исключения измерения производят несколько раз. Число измерений указывается в стандартах на материалы и изделия. При испытаниях жидких материалов расхождения между результатами отдельных измерений не должны превышать 15% при измерении Ц б и 5% при измерении С . Для твердых материалов допускаемые расхождения указываются в стандартах на материал. По результатам нескольких измерений находят средние арифметические значения тангенса угла диэлектрических потерь и диэлектрической проницаемости  [c.59]

Материалом электродов может служить оловянная, свинцовая или алюминиевая фольга толщиной 10—50 мкм. Фольгу смазывают тонким слоем химически чистого конденсаторного вазелина, конденсаторного масла или другого аналогичного вещества, обладающего малыми диэлектрическими потерями (1е бсЗ-10 ), и накладывают на образец, тщательно притирая ее затем к поверхности образца для удаления излишков смазки и для достижения плотного контакта без воздушных включений. Необходимо следить, чтобы смазка не попадала на края и торцы образца. Для керамики,  [c.64]

Промышленные мосты переменного тока. Отечественная промышленность выпускает ряд мостов переменного тока, посредством которых измеряются емкость и тангенс угла диэлектрических потерь испытуемых материалов. Эти приборы позволяют выполнять измерения при разных частотах и напряжениях. Технические данные мостов приведены в табл. 4-2.  [c.77]

Для образцов поликарбоната, не подвергавшихся специа.нь-ной термообработке, характерны следующие показатели плотность 1,17—1,22 Л1г/ж влагоемкость 0,16% удельная ударная вязкость (18 л-20) -10 (Зж/лГ предел прочности при растяже-нип 89 Мн м при изгибе 80,0—100,0 Мн1м , при сжатии 80,0— 90,0 Мн/м- модуль упругости при растяжении 2200 Мн1м диэлектрическая проницаемость — 2,6—3,0 удельное объемное электросопротивление 4-10 = ом-см тангенс угла диэлектрических потерь 5-10 . морозостойкость—100°С электрическая прочность 10 кв/. им, максималы ая рабочая температура 135—  [c.410]

Керамические конденсаторы предназначены для работы в цепях высокой частоты они характеризуются малыми диэлектрическими потерями. Конденсаторы с диэлектриком из сегнетокерамики предназначены для работы на низких частотах. Керамические конденсаторы выпускают следующих типов КГК — конденсатор герметизированный керамический, КДУ — дисковый ультравысокочастотный, КЛС — литой секционный, КЛГ — герметизированный, КП, КПС — пластинчатый сегнетоэлектрический, КТП — керамические трубчатые проходные, КДО — дисковые опорные, КО — керамические опорные и др. В зависимости от величины ТКЕ керамические конденсаторы подразделяют на 15 групп. Они имеют емкости до десятков тысяч пикофарад, рабочее напряжение обычно десятки вольт, но у отдельных типов конденсаторов достигает 1000 В.  [c.133]

Бумажные и металлобумажные конденсаторы используют в цепях пульсирующего и низкочастотного напряжения. Они характеризуются относительно большими диэлектрическими потерями выпускаются следующих основных типов БГТ —бумажные герметизированные термостойкие, БМ — бумажные малогабаритные, БМТ — теплостойкие, СМ — масляные, МБГ — металлобумажные герметизированные, МБГН низковольтные, МГБО — однослойные, МБГТ — термостойкие, МБМ — малогабаритные и др. имеют емкость до единиц микрофарад, выпускаются одно-, двух и многосекционные. Рабочее напряжение достигает 1000 В.  [c.133]

Одно из первых экспериментальных исследований диэлектрических потерь было выполнено в 1886 г. в России профессором И. И. Боргманом, который показал, что нагревание стекла зависит не только от частоты, но также и от разности потенциалов на обкладках конденсатора.  [c.302]

Газы в слабых электрических полях и при не очень высоких температурах обладают весьма малой удельной проводимостью. При этих условиях весьма немногочисленные свободные носители заряда — электроны и ионы — образуются лишь под действием внешних ионизаторов невысокой интенсивности—космических лучей и естественного ионизирующего излучения. Поэтому при указанных условиях газы являются отличными диэлектриками с удельным сопротивлением порядка 10 Ом-м, практически не имеющим диэлектрических потерь (tg б порядка 10 ). Повышение электропроводности газов происходит при высоких температурах, начиная с 10 — Ю К, когда энергия теплового движения частиц газа велика и при столкновении они могут ионизовать друг друга (происходит термическая ионизация). Термоионизация воздуха нарастает, начиная с температуры 8000 К. При 20 ООО К воздух ионизуется практически полностью  [c.545]


Для определения тангенса угла диэлектрических потерь tg б жидких материалов также производят два измерения tg бо ячейки, заполне]1ной воздухом, и tg б ] ячейки, заполненной испытуемой жидкостью. Искомое значение находят с учетом результатов предыдущих измерений по формулам -для трехзажимной ячейки  [c.60]

Определение диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь при частотах свыше 100 Гц имеет особенности, связанные с ростом влияния краевых эффектов, емкостью образца относительно земли, индуктивностью и емкостью подводящих проводов. Большое значение приобретают также собственные начальные параметры измерительных схем. Для исключения влияния этих факторов при измерениях используют специальные ячейки, методы измерения с двойным, а иногда и с тройным уравновешиванием мостовых измерителей. Могут быть использованы трехэлек тродные ячейки, но поскольку на частоте 1000 Гц и выше охранные электроды на образцах уже не дают требуемого эффекта, то преимущественно применяют ячейки с системой двух электродов, а также двухэлектродные ячейки с дополнительным подвижным электродом. В ряде случаев для измерения применяются бесконтактные системы.  [c.62]

Определение емкостй и тангенса угла диэлектрических потерь на частотах до нескольких килогерц выполняют обычно мостовым методом. Применяемые схемы и методы предусматривают возможность компенсации паразитных емкостей и индуктивностей схемы  [c.66]


Тангенс угла диэлектрических потерь и частота

    Диэлектрические потери. В переменном электрич поле ориентация по полю полярных молекул (или полярных звеньев макромолекул) отстает по фазе от вектора напряженности приложенного поля на угол 8 В зависимости от соотношения между т и циклич частотой поля ш диэлектрич проницаемость меняется от е (при сот 1) до (при сот 1) При (ВТ я 1 значение г заметно зависит от частоты и т-ры и наблюдается значит поглощение энергии поля, к-рая превращается в тепло Диэлектрич проницаемость в этом случае характеризуется комплексной величиной е = е — (1-мнимая единица) Действительная часть соответствует диэлектрич проницаемости Д, мнимая часть е -коэф диэлектрич потерь Отношение г /г = tg5 наз тангенсом угла диэлектрич потерь, оно численно [c. 108]
    Волновод в форме стержня из диэлектрика. Волновод в форме стержня известен в оптике как светопровод. Диэлектрическая проницаемость материала стержня превышает диэлектрическую проницаемость среды, окружающей стержень, так что волны СВЧ (или света), проходя по стержню, испытывают многократные отражения под углами, превышающими критический угол 0с- В результате имеет место полное внутреннее отражение и энергия не рассеивается в окружающее пространство. Существует критическая частота ниже которой энергия рассеивается в окружающее пространство. В области / > /с такое рассеяние отсутствует, и в идеальном диэлектрике (е» == 0) волна распространяется без затухания. Практически диэлектрик имеет конечное значение тангенса угла потерь, т. е. колебания в нем затухают. Для волн типа ТМоп в диэлектрическом стержне радиуса а и с параметрами [c.48]

    В температурно-частотном диапазоне, где сог=1, между приложенным в данный момент напряжением и ориентационным моментом, точнее вектором электрического смешения, наблюдается сдвиг фаз, в результате которого момент следует за приложенным напряжением с некоторым запаздыванием. Этот сдвиг фаз является результатом рассеивания части энергии в виде теплоты. Величину сдвига фаз принято характеризовать углом 6. Так как энергия, которая рассеивается в единице объема диэлектрика в виде теплоты (диэлектрические потери), пропорциональна частоте поля и то угол б обычно называют углом диэлектрических потерь. Качество диэлектрика характеризуют тангенсом угла потерь или коэффициентом потерь е» = е 1 5, где е — диэлектрическая проницаемость данного материала. [c.249]

    Дипольная поляризация диэлектрика сопровождается потерей электроэнергии в виде тепла из-за трения, возникающего между молекулами и звеньями высокомолекулярных цепей. В переменных полях переориентация их происходит дважды за один период. Поэтому потери энергии в диэлектрике тем больше, чем больше частота. Они характеризуются удельной мощностью, выделяющейся при данной частоте в единице объема диэлектрика — тангенсом угла потерь 6). Углом диэлектрических потерь б называют угол, дополняющий до 90° угол сдвига фазф между током и напряжением в емкостной цепи. В идеальном диэлектрике угол в = О , и tg 6 = О [69, стр. 74]. [c.382]

    Емкостные методы связаны с тем, ято диэлектрическая проницаемость диэлектрика зависит от воздействия электрич. поля, создающего поляризацию — смещение и ориентацию электронов и ионов. Количественной характеристикой поляризации служит ее вектор. Различают поляризацию упругую (без тепловыделения) и релаксационную (с тепловыделением). Последняя может быть дипольно-релаксационной, ионно-релаксационной и электронно-релаксационной. Наличие лишь одной электронно-релаксационной поляризации приводит к наинизшему значению диэлектрич. проницаемости е (для неполярных жидкостей, обычно ниже 2,5), близкому к квадрату показателя преломления света, Дипольно-релакса-ционная поляризация, присущая полярным диэлектрикам, характеризуется гораздо более высокими значениями е для воды е в десятки раз выше, чем для неполярных жидкостей. С возрастанием темп-ры е полярного диэлектрика вначале увеличивается, проходит через максимум и затем постепенно снижается. Наивысшее значение е=е, имеет в постоянном электрич поле. С увеличением частоты, но при небольших ее значениях, диполи успевают ориентироваться в соответствии с переменным полем, и диэлектрич. проницаемость остается почти постоянной — близкой к Ец. Дальнейшее увеличение частоты приводит к тому, что диполи уже не успевают следовать за полем, ориентировка их осуществляется с постепенно уменьшающейся амплитудой, диэлектрич. проницаемость снижается и при неограниченном возрастай I частоты стремится к минимальному значению е ,. обусловленному лишь электронно-релаксационпои поляризацией. Диэлектрик, помещенный в переменном электрич. поле, нагревается за счет диэлектрич. потерь, обусловленных поляризацией, активным сопротивлением, неоднородностью структуры и ионизацией. Общей количественной характеристикой служит угол диэлектрич. потерь б (или тангенс этого угла), к-рый дополняет до 90° угол сдвига фаз между током и напряжением, приложенным к конденсатору, между обкладками к-рого находится данный диэлектрик. При отсутствии активного сопротивления 6=0, а при отсутствии емкостного 6=90°. [c.154]



TD30, TD60, TD90, TD94, TD200, Измерители тангенса угла диэлектрических потерь серии TD в кабеле

Измерители тангенса угла диэлектрических потерь серии TD 

Назначение средства измерений

Измерители тангенса угла диэлектрических потерь серии TD (далее – измерители) предназначены для
– измерения высокого напряжения специальной формы инфранизкой частоты и силы тока;
– измерения тангенса угла диэлектрических потерь.

Описание средства измерений

Измерители представляют собой цифровые измерительные приборы. Область применения – диагностика состояния высоковольтной изоляции объектов электроэнергетики.

Измерители работают с применением внешнего источника испытательного напряжения. В качестве источника напряжения совместно с измерителями применяются установки измерительные высоковольтные серии HVA (HVA30, HVA60, HVA90 и т. д.), генерирующие напряжение специальной формы инфранизкой частоты.

Измерители выпускаются в следующих модификациях: TD30, TD60, TD90, TD94, TD200 — высоковольтные системы измерения тангенса угла диэлектрических потерь в кабеле

Высоковольтное оборудование нашей компании позволяет провести комплексную диагностику качества кабелей и их старения. Методы измерения тангенса угла диэлектрических потерь и частичных разрядов идеально дополняют друг друга и позволяют, с одной стороны, определять общее состояние образца, а с другой — локализовать специфические повреждения. Измерение тангенса угла диэлектрических потерь является широко зарекомендовавшим себя методом быстрого, точного и надежного определения состояния изоляции кабеля или любого другого высоковольтного устройства или оборудования. Данная процедура незаменима для обнаружения «водных триингов» в кабелях с изоляцией из сшитого полиэтилена.
Простота в использовании, небольшой вес оборудования и компактный дизайн позволяют быстро подготовить оборудование к работе и провести диагностику.

• Измерение тангенса угла диэлектрических потерь
• Компактное и легкое по весу оборудование
• Простота в использовании
• Одновременное испытание и диагностика кабеля
• Передача данных на компьютер при помощи беспроводного интерфейса Bluetooth
• Протокол по результатом диагностики
• Подключение тестирующего оборудования одним проводом

НОВОЕ с 2013 года!

  • Диэлектрическая спектроскопия — измерение тангенса угла диэлектрических потерь в диапазоне частот 0,01 — 0,1Гц
  • Диагностика очень коротких кабелей или высоковольтного оборудования имебщего маленькую емкость > 500пФ

Применение

Высоковольтные системы измерения тангенса угла диэлектрических потерь в кабеле TD30, TD60, TD90, TD94, TD200 позволяют проводить диагностикуизоляции кабелей на 6, 10, 35 и 100кВ со всеми возможными типами существующих изоляций: сшитый полиэтилен ПЭ, бумажно-масляная, этилен- пропилен, кабель с поливинилхлоридной изоляцией — ПВХ, кабели с комбинированной изоляцией), а также любого другого высоковольтного оборудования, например: генераторы, емкости, выключатели, трансформаторы, двигатели, изоляторы, муфты.

Описание

Тангенс угла диэлектрических потерь (также известный как коэффициент мощности) представляет собой отношение мнимой и вещественной части комплексной диэлектрической проницаемости. Другими словами Тангенс угла потерь определяется отношением активной мощности Pа к реактивной Pр при синусоидальном напряжении определённой частоты, рассеиваемой в диэлектрике во время тестирования или при подаче рабочего напряжения. Величина, обратная tg(б), называется добротностью изоляции. Неоспоримо, что данный метод измерения и оценки качества изоляции является самым надежным, быстрым и точным из всех существующих на сегодняшний день.

Принцип действия.

 


Принцип действия измерителей основан на измерении напряжения на объекте, тока, протекающего через объект, и фазового угла между ними с последующей математической обработкой результатов измерений с помощью специализированного ПО, устанавливаемого на внешний персональный компьютер. Результаты измерений передаются в персональный компьютер через интерфейс связи Bluetooth.

 

Преимущества

Измерение тангенса угла диэлектрических потерь в кабеле позволяет инженерам обнаружить дефекты изоляции кабеля до того, как сама проблема случится и придется ее устранять высокозатратными и отнимающими много времени работами. Это является гораздо более информативным и эффективным методом диагностики, чем одно испытание кабеля повы- шенным напряжением. Тангенс угла диэлектрических потерь быстро измеряется с сохранением результата измерения в памяти прибора вместе с полным описанием тестируемого кабеля. Данная установка позволяет проводить плановое тестирование, и при этом объединить диагностический тест с простым испытанием кабеля высоким постоянным или переменным напряжениями, обеспечивая тем самым действительно «эффективное» СНЧ- тестирование. Если этот процесс осуществляется через установленные промежутки времени, измерение тангенса угла диэлектрических потерь может стать основой для прогнозирую- щей программы при обслуживании высоковольтных кабелей.

Критерии оценки состояния СПЭ кабелей Состояние кабелей хорошее, если :
tg δ (2 Uo) < 0,12 % и /или [tg δ (2 Uo) — tg δ (Uo)] < 0,06 %
Плохое состояние (незамедлительная замена), если :
tg δ (2 Uo) > 0,22 % и /или [tg δ (2 Uo) — tg δ (Uo)] > 0,1 %
Для всех остальных случаев необходим повышенный контроль и замена исходя из текущих возможностей.

Метод измерения тангенса позволяет быстро и без негативного влияния на кабель получить общую (интегральную) картину состояния изоляции и в дальнейшем проблемные кабели взять под дополнительный контроль.

Удобство пользования

На сегодняшний день существуют 5 модели приборов: TD30, TD60, TD90, TD94,TD200 для измерения ТАН ДЕЛЬТА с максимальным напряжением до 23кВ действ. (33кВ пиковое) (TD30) и до 141кВ действ. (200кВ пиковое)

Приборы серии TD поставляются в комплекте с высоковольтным кабелем для подключения к высоковольтной СНЧ установке HVA30/60/90/200 и ПО.  


Приборы TD30/60 также имеют в стандартном комплекте поставки программное обеспечение.
Данные передаются на компьютер при помощи беспроводного интерфейса Bluetooth.

Программное обеспечение

Программное обеспечение для обработки данных TD control center

Протокол с результатами проведенной диагностики через Bluetooth интерфейс передается на ПК, где при помощи программного обеспечения для обработки данных «TD Control Centre» пользователь имеет перед собой полную и четкую запись как всей картины измерения в целом, так и отдельных измерений, сделанных в ходе цикла испытаний Тан Дельта.
Легкая интерпретация графического отображения значений Тангенса угла диэлектрических потерь обеспечивает быструю и точную оценку диэлектрического состояния кабеля.

Отображение формы испытательного напряжения

Формы испытательного напряжения и выходного тока одновременно отображаются на экране в режиме реального времени. (режим осциллографа)
В дополнение к форме сигнала тока и напряжения также отображается значение ТgД.

Графики значений Тангенса Дельта в зависимости от приложенного напряжения

Значения тангенса Дельты отображаются по оси X, в соответствии с приложенным испытательным напряжением (ось Y). Данная информация необходима для принятия решения о состоянии изоляции испытуемого кабеля.

Автоматический протокол с результатами испытаний

Одним кликом мышки Вы можете распечатать полный протокол диагностики со всеми величинами, средними значениями и графиками.

Спецификация находится в прикрепленном файле
    

Комплект поставки                           Высоковольтный кабель подключения, кейс для транспортировки,
                                                                             Bluetooth™модуль для ПК, кабель заземления,
                                                                          ПО «TD Control Center», инструкция по эксплуатации.      

Диэлектрическая проницаемость, прочность и тангенс угла потерь

Q Потери диэлектрика =

Касательная потери =

Диэлектрические потери =

Представленные здесь значения представляют собой относительные диэлектрические проницаемости (относительные диэлектрические проницаемости). Как указано e r = 1,00000 для вакуума, все значения относятся к вакууму.

Умножить на ε 0 = 8,8542 x 10 -12 Ф / м (диэлектрическая проницаемость свободное пространство), чтобы получить абсолютную диэлектрическую проницаемость.Диэлектрическая проницаемость является мерой удерживающая способность носителя.

Как правило, низкие диэлектрические постоянные (например, полипропилен) приводят к получению «быстрой» подложки. в то время как большие диэлектрические постоянные (например, оксид алюминия) приводят к «медленной» подложке.

Тангенс угла диэлектрических потерь определяется угол между вектором импеданса конденсатора и отрицательной реактивной осью, как показано на диаграмме справа. Он определяет потерю среды.Похож на диэлектрик постоянные низкие тангенциальные потери приводят к получению «быстрой» подложки, в то время как большие тангенсы угла потерь приводят к в «медленном» субстрате.

Помните, что точные значения могут сильно различаться в зависимости от конкретного производителя. процесс, поэтому вам следует искать данные у производителя для критически важных приложений.

Диэлектрическую проницаемость можно рассчитать следующим образом: ε = Cs / Cv, где Cs — емкость с образцом в качестве диэлектрика, а Cv — емкость с вакуум как диэлектрик.

Коэффициент рассеяния можно рассчитать по формуле: D = tan δ = cot θ = 1 / (2π f RpCp), где δ — потери угол, θ — фазовый угол, f — частота, Rp — эквивалентное параллельное сопротивление, а Cp — эквивалентная параллельная емкость.

Примечание. Все значения могут сильно отличаться в зависимости от конкретного материала. Проверьте на сайте MatWeb.com Больше подробностей. Другие источники: Электрические Свойства изоляторов, Диэлектрические свойства материалов.

АБС (пластик), литой 2,0 — 3,5 400–1350 0,00500 — 0,0190 171–228
Воздух (STP, @ 900 кГц) 1.00058986 30–70
Глинозем — 96%

— 99,5%

10,0

9,6

0.0002 при 1 ГГц

0,0002 при 100 МГц

0,0003 при 10 ГГц

Силикат алюминия 5,3 — 5,5
Бакелит 3,7
Бакелит (наполненный слюдой) 4,7 325–375
Бальзовое дерево 1.37 при 1 МГц

1,22 при 3 ГГц

0,012 при 1 МГц

0,100 при 3 ГГц

Пчелиный воск (желтый) 2,53 при 1 МГц

2,39 при 3 ГГц

0,0092 при 1 МГц

0,0075 при 3 ГГц

Оксид бериллия 6,7 0,006 при 10 ГГц
Бутилкаучук 2. 35 при 1 МГц

2,35 при 3 ГГц

0,001 при 1 МГц

0,0009 при 3 ГГц

Тетрахлорид углерода 2,17 при 1 МГц

2,17 при 3 ГГц

<0,0004 при 1 МГц

0,0004 при 3 ГГц

Алмаз 5,5 — 10
Делрин (ацетильная смола) 3.7 500 180
Дуглас Фир 1,9 @ 1 МГц 0,023 @ 1 МГц
Фанера из ели Дугласа 1,93 при 1 МГц

1,82 при 3 ГГц

0,026 при 1 МГц

0,027 при 3 ГГц

Эмаль 5,1 450
Печатная плата из эпоксидного стекла 5.2 700
Этиловый спирт (абсолютный) 24,5 при 1 МГц

6,5 при 3 ГГц

0,09 при 1 МГц

0,25 при 3 ГГц

Этиленгликоль 41 при 1 МГц

12 при 3 ГГц

-0,03 при 1 МГц

1 при 3 ГГц

Formica XX 4. 00
FR-4 (G-10) — с низким содержанием смол

— с высоким содержанием смолы

4,9

4,2

0,008 при 100 МГц

0,008 при 3 ГГц

Плавленый кварц 3,8 0,0002 при 100 МГц

0,00006 при 3 ГГц

Плавленый кварц (стекло) 3.8
Арсенид галлия (GaAs) 13,1 0,0016 при 10 ГГц
Германий 16
Стекло (Corning 7059) 5,75 0,0036 при 10 ГГц
Стекло (силикат свинца) 7–14 (Таблица 2: LS30-LS32)
Стекло, дробленое / порошковое (Corning 7070) 4. 6 0,000600 924
Гуттаперча 2,6
Масло Halowax 4,8
Полиэтилен высокой плотности (HDPE), литой 1,0 — 5,0 475–3810 0,0000400 — 0.00100 158–248
Лед (чистая дистиллированная вода) 4,15 при 1 МГц

3,2 при 3 ГГц

0,12 при 1 МГц

0,0009 при 3 ГГц

Kapton® тип 100

Тип 150

3,9

2,9

7400

4400

500

Kel-F 2.6
Lexan® 2,96 400 275
Люцит 2,8
красное дерево 2,25 при 1 МГц

1,88 при 3 ГГц

0,025 при 1 МГц

0,025 при 3 ГГц

Слюда

Слюда, рубин

4. 5 — 8,0

5,4

3800-5600
Микарта 254 3,4 — 5,4
Mylar® 3,2 7000 250
Неопрен 6–9 600
Неопреновый каучук 6.26 @ 1 МГц

4 @ 3 ГГц

0,038 при 1 МГц

0,034 при 3 ГГц

Nomex® 800 450
нейлон 3,2 — 5 400 280
Масло (минеральное, пиропатрон) 2,7 200
Бумага (высокосортная) 3.0 200
Парафин 2–3
Полимер PEEK ™ 450G (@ 23 ° C, 100 МГц) 3,2 ~ 900 0,003
Фенолика (стеклонаполненная) 5–7
Фенольные смолы (наполненные целлюлозой) 4–15 0. 03 @ 100 МГц
Фенольные смолы (наполненные слюдой) 4,7 — 7,5
Plexiglass® 2,2 — 3,4 450–990
Полиэтилен LDPE / HDPE 2,26 при 1 МГц

2,26 при 3 ГГц

450–1200 0,0002 @ 100 МГц

0.00031 @ 3 ГГц

170
Полиамид 2,5 — 2,6
Поликарбонат формованный 2,8 — 3,4 380–965 0,000660 — 0,0100 239–275
Полипропилен 2,2 500 250
полистирол 2.5 — 2,6 500 0,0001 при 100 МГц

0,00033 при 3 ГГц

Поливинилхлорид (ПВХ) 3 725 140
Фарфор 5,1 — 5,9 40–280
Стекло Pyrex (Corning 7740) 5,1 335
Кварц (плавленый) 4. 2 150–200
RT / Duroid 5880

(перейти к Rogers)

2,20
Резина 3,0 — 4,0 150–500 170
Рубин 11,3
Кремний 11.7 — 12,9 100–700 0,005 при 1 ГГц

0,015 при 10 ГГц

300
Силиконовое масло 2,5
Силикон RTV 3,6 550
Грунт (сухой песчаный) 2,59 при 1 МГц

2,55 при 3 ГГц

0.017 при 1 МГц

0,0062 при 3 ГГц

Почва (суглинистая) 2,53 при 1 МГц

2,44 при 3 ГГц

0,018 при 1 МГц

0,0011 при 3 ГГц

Стеатит 5,3-6,5
титанат стронция 233
Teflon® (PTFE) 2. 0 — 2,1 1000 0,00028 при 3 ГГц 480
Tefzel® (1 кГц — 3 ГГц) 2,6 — 2,3 0,0007 — 0,0119 300
Tenite 2,9 — 4,5
Масло трансформаторное 4,5
Вакуум (свободное пространство) 1.00000
Valox® 1560 400
Вазелин 2,16 0,00004 при 0,1 ГГц

0,00066 при 3 ГГц

Винил 2,8 — 4,5
Вода (32 ° F)

(68 ° F)

(212 ° F)

88.0

80,4

55,3

80 0,04 при 1 МГц

0,157 при 3 ГГц

Вода (дистиллированная) 76,7 — 78,2 0,005 при 100 МГц

0,157 при 3 ГГц

Дерево 1,2 — 2,1 0,04 при 0,1 ГГц

0,03 при 3 ГГц

Дополнительная информация предоставлена ​​посетителем веб-сайта Джеймсом С. для сложного диэлектрика:

Диэлектрическая проницаемость вверху [этой] страницы напоминает распространение константы, данные Роальдом К. Вангснессом, Электромагнитные поля, 2-е изд., John Wiley & Сыновья, Нью-Йорк, 1986, стр. 383, уравнение. (24-42) и (24-43). Шестое уравнение, приведенное на веб-страница верна. Это уравнение, данное П. Хекстра и А. Делани в книге «Диэлектрик». свойства грунтов в УВЧ и СВЧ диапазонах, J. Geophys. Res., V.79, 10 апреля 1974 г., стр.1699, «… записывается как

K * (ω) = K (ω) — iK « (ω), где

K (ω) — диэлектрическая проницаемость и

K « (ω) — коэффициент диэлектрических потерь.

Следовательно,

Связанные страницы на RF Cafe

— Коаксиальный кабель Технические характеристики

— Диэлектрические характеристики конденсаторов и их описание

— Диэлектрическая проницаемость, прочность и Касательная потерь

— Объемное сопротивление проводника и оболочка Глубина

— Уравнения коаксиального кабеля

— Характеристики коаксиального кабеля

— Поставщики коаксиального кабеля

— Коаксиальный резонатор

— Калькулятор глубины кожи

— Таблица использования коаксиального разъема

Примечание. Спасибо Гарету за исправление пропусков квадрата. корень в уравнениях диэлектрика.

Спасибо Craig B. за корректировку тангенса угла потерь для тефлона (0,00028 вместо 0,0028).

Диэлектрические потери — обзор

2.3 Диэлектрические потери

В поле переменного тока диэлектрические потери материала с проводимостью и релаксационной поляризацией сложным образом зависят от частоты. Параметры, которые описывают диэлектрические потери, тангенс угла потерь tan δ и коэффициент потерь ε ″, схематически показаны в зависимости от угловой частоты на рис.2.5.

Рисунок 2.5. Схема зависимости тангенса угла потерь tan δ (A) и коэффициента потерь ε ″ (B) от угловой частоты для материала с проводимостью и релаксационными потерями.

Воспроизведено с разрешения Arthur R. von Hippel, Dielectrics and Waves, Wiley & amp; Sons, New York, 1954.

На низких частотах и ​​tan δ, и ε ″ уменьшаются по мере увеличения ω . Эти потери, иногда называемые омическими потерями, вызваны проводимостью, которая не влияет на ε ′, если в материале не происходит накопления объемного заряда (Von Hippel, 1954).На более высоких частотах потери увеличиваются и проходят через максимум, а затем уменьшаются, приближаясь к довольно низким значениям. Высокочастотная часть диэлектрических потерь возникает из-за релаксационных типов поляризации. Коэффициент потерь на релаксацию описывается уравнением Дебая следующим образом (Debye, 1929; Smyth, 1955):

(2,19) ε ″ r = (εs − ε∞) ωτ01 + (ωτ0) 2.

Составляющая коэффициента потерь проводимости может быть выражена следующим образом (Wait, 1985):

(2,20) ε ″ con = σohmicω.

Общий коэффициент потерь ε ″ total включает в себя все потери энергии, которые возникают из-за двух различных механизмов, как показано ниже (Бартникас, 1987; Штернберг, Левицкая, 2001):

(2.21) ε ″ total = ε ″ con + ε ″ r.

Поскольку ε ″ = ε ′ tan δ , выражение для релаксационной составляющей тангенса угла потерь tan δ r можно получить, разделив уравнение. (2.19) в силу (2.18). В результате получается уравнение (Fröhlich, 1950; Parkhomenko, 1967; Daniel, 1967)

(2.22) tanδr = (εs − ε∞) ωτεs + ε∞ω2τ2.

Компонент проводимости тангенса угла потерь может быть получен путем деления уравнения. (2.20) на ε ′:

(2.23) tanδcon = σohmicωε ′.

Аналогично (2.21), тангенс общих потерь может быть выражен следующим образом:

(2.24) tanδtotal = tanδcon + tanδr.

Из ур. Используя уравнения (2.19) и (2.22), можно определить условия максимума, дифференцируя их по ωτ и приравнивая производную нулю (Приложение A). Таким образом, было обнаружено, что максимальное значение ε ″ имеет место, когда ω max τ = 1, в то время как для релаксационной составляющей tan δ условие максимума составляет ω max τ. = √ ε s / ε .Подставляя выражение для ω max τ в исходные уравнения, можно найти максимальные значения параметров потерь следующим образом (Богородицкий и др. , 1965; Духин, Шилов, 1974; Приложение А):

(2.25) ε ″ max = 12 (εs − ε∞)

(2.26) tanδmax = (εs − ε∞) 2εsεsε∞

Тангенс диэлектрических потерь — обзор

2.23.3.5 Пироэлектрические сегнетоэлектрики со структурой перовскита

Структурный перовскит сегнетоэлектрические материалы имеют химическую формулу ABO 3 , которая образуется за счет разделения углов октаэдров BO 6 , причем катион A занимает место с двенадцатикратной координацией.Оба сайта A и B могут вмещать различные катионы, что приводит к возникновению различных кристаллических структур, включая ромбоэдрическую, тетрагональную и ромбическую. Пироэлектрические свойства модифицированного цирконата свинца (PbZrO 3 или PZ) с ромбоэдрической структурой и модифицированного титаната свинца (PbTiO 3 или PT) с тетрагональной структурой широко обсуждались в открытой литературе. Большинство исследований сосредоточено на керамических материалах, потому что почти все свойства, предсказанные для монокристаллов, могут быть реализованы в керамике. Что еще более важно, керамический процесс обеспечивает большую гибкость при введении легирующих добавок без изменения кристаллической структуры. В результате их пироэлектрические свойства можно легко оптимизировать по сравнению с монокристаллическими аналогами.

PZ — антисегнетоэлектрическое соединение, а PT — типичное сегнетоэлектрическое соединение. PZ и PT могут использоваться для составления твердого раствора, охватывающего всю композицию, с богатыми кристаллографическими фазами. На бинарной фазовой диаграмме фазовой диаграммы PZ-PT есть фаза в области PZ90: PT10, которая известна как фаза F R (LT) с ромбоэдрической структурой.Он имеет относительно низкую диэлектрическую проницаемость по сравнению с образцами других составов. Следовательно, эта фаза больше подходит для пироэлектрических применений с точки зрения добротности. Кроме того, его пироэлектрические свойства можно оптимизировать, используя различные легирующие примеси [38]. Кроме того, фазовый переход от низкой температуры F R (LT) к высокой температуре F R (HT) вызывает ступенчатое изменение спонтанной поляризации, что приводит к высокому уровню d P s / d T , потому что диэлектрическая проницаемость практически не меняется [39].

Как фазовый переход первого рода, его эффективная обратимость по пироэлектрическому коэффициенту несколько ухудшается из-за наличия теплового гистерезиса [40]. Для решения этой проблемы обычно используются многокомпонентные материалы. Например, третичный состав PbZrO 3 –PbTiO 3 –PbFe l / 2 Nb l / 2 O 3 , как сообщается, имеет достаточно высокие пироэлектрические коэффициенты для реальных приложений [41,42 ]. Пироэлектрический отклик этих материалов может быть дополнительно улучшен либо за счет тонкой настройки составов, либо за счет легирования различными легирующими добавками с попыткой уменьшить диэлектрическую проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь.Используя соответствующие легирующие добавки, удельное сопротивление материалов по постоянному току ρ DC можно легко контролировать, что позволяет разрабатывать пироэлектрические устройства с большей гибкостью.

Тетрагональный структурированный ПП имеет температуру Кюри 490 ° C с довольно высокой спонтанной поляризацией 75 µC cm −2 . Сообщалось о монокристаллах ПТ с использованием традиционных методов выращивания кристаллов, таких как метод флюса и метод верхнего затравочного раствора [43]. Из-за сложности получения монокристаллов больших размеров большинство работ было сосредоточено на керамике.Из-за большого отношения c / a , PT испытывает очень сильное напряжение во время охлаждения из-за высокой температуры спекания, пересекающей точку Кюри. Как следствие, спеченная керамика будет разрушаться при комнатной температуре. Поэтому чистой PT керамики практически нет. Вместо этого керамика на основе PT была модифицирована с использованием различных легирующих добавок, так что соотношение c / a может быть уменьшено для минимизации напряжения [44].

Сообщалось о пироэлектрических свойствах сегнетоэлектриков на основе PT [45].Керамика PT имеет сопоставимые пироэлектрические характеристики с материалами на основе PZ. Однако из-за их относительно более низкой диэлектрической проницаемости пироэлектрические материалы на основе PT обладают более высокими значениями F v , в то время как их F D немного ниже из-за их высокого тангенса угла диэлектрических потерь. Низкие диэлектрические потери могут быть подавлены обработкой материалов специальными методами спекания, такими как горячее прессование, для повышения плотности [46,47].

Кроме того, другие сегнетоэлектрики перовскита также были изучены для пироэлектрических применений.Один пример Sr-модифицированный Ba 0,85 Ca 0,15 Zr 0,1 Ti 0,9 O 3 керамика с составами Ba 0,85 Ca 0,15− x Zr 0,1 Ti O 3 –Sr x (BCZT-Sr) ( x = 0%, 5%, 10% и 15%) [48]. Было обнаружено, что было достигнуто заметное увеличение поляризации с 16 до 25 мкКл / см -2 в композиции с содержанием Sr 15%, т.е.е., Са был полностью заменен на Sr. Между тем, также наблюдалось увеличение диэлектрической проницаемости с 2743 до 4040 при комнатной температуре на частоте 1 МГц, а также снижение температуры Кюри – Вейсса ( T CW ) от 357 до 308К. Образец с оптимизированным составом показал пироэлектрический коэффициент 25 мкКл · см -2 K -1 при 308K. Кроме того, пироэлектрические FOM для чувствительности к напряжению ( F v = 0,017 м 2 C −1 ), чувствительности по току ( F i = 600 × 10 −12 мВ −1 ), обнаруживаемость ( F d = 17.6 × 10 −6 Па 1/2 ), сбор энергии ( F e = 485 × 10 −12 Дж · м −3 K −2 ) и сбор новой энергии ( F e = 10,1 × 10 −12 м 3 J −1 ). На рис.2 показаны диэлектрическая проницаемость (на частоте 1 МГц) и пироэлектрический коэффициент образца Ba 0,85 Sr 0,15 Zr 0,1 Ti 0,9 O 3 в зависимости от температуры.

Рис. 2. Диэлектрическая проницаемость (на частоте 1 МГц) и пироэлектрический коэффициент образца Ba 0,85 Sr 0,15 Zr 0,1 Ti 0,9 O 3 как функция температуры.

Воспроизведено с разрешения Patel S, Chauhan A, Vaish R. Большая пироэлектрическая эффективность для керамики Ba0.85Ca0.15Zr0.1Ti0.9O, модифицированной Sr, 3 . Solid State Sci 2016; 52: 10–8, Copyright 2016, Elsevier.

Сегнетоэлектрические материалы, не содержащие свинца, привлекают большое внимание в последние десятилетия из-за опасений по поводу потенциального загрязнения окружающей среды свинцом.Например, (Ba 0,84 Ca 0,15 Sr 0,01 ) (Ti 0,90 Zr 0,09 Sn 0,01 ) O 3 (BCSTZS) бессвинцовая керамика, допированная 1 моль % Sr и 1 мол.% Sn, синтезированные обычным методом обработки керамики, показали пироэлектрический коэффициент при комнатной температуре 1116,7 мкКл. K −1 м −2 , с FOM F d = 18,1 мкПа −1. / 2 , F v = 0,013 м 2 C -1 и F i = 479.3 pm V −1 соответственно [49]. Пироэлектрические ФОМ обладают высокой стабильностью в диапазоне частот от 100 до 2000 Гц. Однако они менялись в зависимости от температуры, которую необходимо улучшить. Многообещающие пироэлектрические свойства бессвинцовой керамики BCSTZS были связаны с полиморфным фазовым переходом, происходящим при температуре, близкой к комнатной. Считается, что все больше и больше достижений в области бессвинцовых пироэлектрических (сегнетоэлектрических) материалов будет публиковаться в исследовательских журналах.

Диэлектрическая постоянная и потери | Схема конденсатора

Диэлектрическая постоянная и потери:

Многие изоляционные материалы имеют диэлектрическую проницаемость больше единицы и имеют диэлектрическую постоянную и потери при воздействии переменного тока. напряжения. Эти две величины, а именно диэлектрическая проницаемость и потери, зависят от величины напряжения и частоты приложенного напряжения. Когда диэлектрик используется в электрическом оборудовании, таком как кабель или конденсатор, изменение этих величин в зависимости от частоты имеет большое значение. Микроскопические свойства диэлектрика описываются путем объединения изменений двух вышеуказанных величин в одну «комплексную величину », известную как «комплексная диэлектрическая проницаемость », и определения их на различных частотах.

Конденсатор, подключенный к источнику синусоидального напряжения v = v 0 exp (jωt) с угловой частотой ω = 2πf, накапливает заряд Q = C 0 v и потребляет зарядный ток I c = dQ / dt = jωC 0 v. Когда диэлектрик представляет собой вакуум, C 0 — это вакуумная емкость или геометрическая емкость конденсатора

.

Если конденсатор заполнен диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε ′, емкость конденсатора увеличивается до C = C 0 ε ′ / ε 0 = C 0 K ′, где K ′ — относительная диэлектрическая проницаемость. и потеря материала из-за вакуума.

В этих условиях, если приложено такое же напряжение V, будет ток заряда I c и составляющая тока потерь I 1 . I 1 будет равно GV, где G представляет собой проводимость диэлектрического материала. Полный ток I = I c + I 1 = (jωC + G) V .. Ток опережает напряжение на угол θ, который меньше 90 °. Угол потерь δ равен (90 — θ) °. Векторные диаграммы идеального конденсатора и конденсатора с диэлектриком с потерями показаны на рис.9.9а и б.

Было бы преждевременно делать вывод о том, что материал диэлектрической постоянной и потерь по своим электрическим характеристикам соответствует параллельной цепи R-C. Частотная характеристика этой схемы, которая может быть выражена как отношение тока потерь к току заряда, то есть тангенс угла потерь

может совсем не соответствовать фактически наблюдаемому результату, потому что проводимость не обязательно должна быть связана с миграцией зарядов или носителей заряда, но может представлять любой другой процесс, потребляющий энергию.Следовательно, обычно в дополнение к зарядному току имеется в виду наличие тока потерь, вводя « комплексная диэлектрическая проницаемость »

, так что ток I можно записать как

K * называется комплексной относительной диэлектрической проницаемостью или комплексной диэлектрической проницаемостью, ε ′ и K ’называются диэлектрической проницаемостью, а относительная диэлектрическая проницаемость и ε ′ ′ и K» называются коэффициентом потерь и коэффициентом относительных потерь соответственно.

Тангенс угла потерь

Произведение угловой частоты и ε ′ ′ эквивалентно диэлектрической проводимости σ

Диэлектрическая проводимость суммирует все диссипативные эффекты и может представлять фактическую проводимость, а также потери энергии, связанные с частотной зависимостью (дисперсией) e ’, i.е. ориентация диполей в диэлектрике.

При диэлектрических измерениях часто получают геометрическую емкость и емкость системы с диэлектрическим материалом. Соотношение двух вышеуказанных измерений дает относительную диэлектрическую проницаемость ε ′ / ε 0 = K ′. Иногда это называют диэлектрической проницаемостью или ε r .

Диэлектрический отклик при изменении во времени (переменный ток) Поля:

В диэлектрических материалах поляризация P, электрическое поле E и плотность потока D связаны уравнением

, где X — диэлектрическая восприимчивость материала с изменяющимися электрическими полями E (t), поляризация P индуцирует ток в диэлектрической проницаемости и потерях из-за миграции заряда всякий раз, когда внезапно прикладывается электрическое поле. При постоянном токе, если материал имеет проводимость σ, то полученная плотность тока равна σ E (t), а ток смещения поляризации будет δ D (t) / δt. Следовательно, общая произведенная плотность тока составляет

, где δ (t) — мгновенная импульсная характеристика, а f (t) — полученная дополнительная характеристика.

Следовательно, ток поляризации, полученный с точки зрения геометрической емкости C 0 (без материала), равен

, где V — приложенное напряжение, создающее электрическое поле E (t)

Если уравнения преобразовать в частотную область (ω) и с концепцией комплексной частоты, мы получим

где F (ω) — комплексная восприимчивость.

Следовательно, комплексная диэлектрическая проницаемость ε * (ω) может быть записана как

Отсюда коэффициент рассеяния tan δ получается как

, где ε r (ω) — эффективная диэлектрическая проницаемость ε (ω) / ε 0 .

Приведенные выше уравнения ясно показывают, что коэффициент потерь tan δ является функцией ω и, следовательно, должен определяться или измеряться в диапазоне частот.

Диапазоны измерений:

Цепи с сосредоточенными параметрами используются при измерениях диэлектрической проницаемости, потерь и tan oi в диапазоне частот от d.c. (От 0 Гц) до примерно 100 МГц Ни одна из этих величин не определяется напрямую. Измерения емкости с использованием либо нулевого метода, либо метода отклонения используются в низкочастотном диапазоне (0-10 Гц), где мостовые методы затруднены. Обычно определяется форма кривой вольт-амперной характеристики, из которой выводятся эти параметры. Иногда модифицированные мостовые методы распространяются и на этот частотный диапазон. В среднем диапазоне частот (от 10 Гц до 10 6 Гц) используются мостовые методы.Обычно используемые мостовые сети представляют собой четырехрычажный мост Шеринга для работы от частоты сети (50 Гц) до примерно 100 кГц и «Высоковольтный мост Шеринга » для частоты сети (50 Гц), когда влияние напряжения напряжения на диэлектрическую постоянную и Требуются потери и tan δ. В высокочастотном диапазоне (от 100 кГц до 100 МГц) мостовые схемы создают проблемы с экранированием, и ошибки измерений становятся чрезмерными. Чтобы избежать ошибок из-за остаточных сопротивлений, необходимо использовать микрометрические электроды с нониусными конденсаторами (расстояние между электродами контролируется и измеряется с точностью до микрометра (мкм).Используя эти методы, коэффициент рассеяния, tan δ, обычно получается из ширины резонансной кривой путем изменения либо частоты, либо восприимчивости цепи. На частотах выше 100 МГц приближение сосредоточенной схемы недействительно, так как длина волны частоты приближается к длине волны толщины образца. Микроволновые методы, такие как измерения « бегущая волна » или « стоячая волна », должны использоваться за пределами частотного предела 10 8 Гц.Информация, полученная при измерениях tan δ и комплексной диэлектрической проницаемости, помогает оценить качество диэлектрика и системы изоляции.

  1. Колебание и внезапное изменение значения tan δ в зависимости от приложенного напряжения указывает на возникновение частичного разряда (P.D.). Это используется для определения начального уровня внутренних разрядов и потерь из-за P.D. в высоковольтном оборудовании.
  2. Для изучения изменения диэлектрической постоянной и свойств потерь в зависимости от частоты.Большой интерес в этом исследовании связан с частотной областью, в которой возникает дисперсия, то есть где диэлектрическая проницаемость уменьшается с ростом частоты.

Измерение рассеиваемой мощности / коэффициента мощности

Пластмассы и важность DF


Коэффициент рассеяния (DF или tan δ) — это электрические свойства пластмасс и других электроизоляционных материалов. Он определяется как величина, обратная отношению емкостного сопротивления изоляционных материалов к его сопротивлению (эквивалентное последовательное сопротивление или ESR) на заданной частоте.

Другими словами, он определяется как отношение диэлектрической проницаемости
к проводимости электроизоляционного материала

Свойство также называют тангенсом угла потерь, тангенсом угла потерь, тангенсом угла потерь, прибл. коэффициент мощности…

Он измеряет поглощенную и потерянную электрическую энергию (рассеиваемую мощность) при приложении электрического тока к изоляционному материалу. Большая часть поглощенной энергии рассеивается в виде тепла.

Коэффициент рассеяния указывает на неэффективность материала удерживать энергию или вести себя как изоляционный материал .Чем ниже коэффициент рассеяния, тем эффективнее изолирующая система. Большинство пластиков имеют относительно более низкий коэффициент рассеяния при комнатной температуре.

Коэффициент рассеяния — это безразмерная величина и, следовательно, без единиц измерения.

В число приложений входят:


Низкие коэффициенты рассеивания указывают на высокое качество и производительность . электрические или электронные системы . Это важно для пластиковых изоляторов в высокочастотных приложениях, таких как радиолокационное оборудование или микроволновые части.

Низкие значения означают лучшие диэлектрические материалы с меньшим диэлектрическим нагревом

Высокие коэффициенты рассеяния важны для полимеров, которые должны нагреваться в радиочастотной или микроволновой печи для сварки или сушки и т. Д. Кроме того, материал, используемый для высокой емкости, требует высокой диэлектрической проницаемости и низкого коэффициента рассеяния.

Коэффициент рассеяния также можно использовать для оценки характеристик или качества изоляционного материала в таких областях применения, как кабели, концевые заделки, соединения и т. Д.на содержание влаги, порчу и т. д. Однако здесь важны начальные значения коэффициента рассеяния исследуемого материала.

Узнайте больше о коэффициенте рассеяния :

»Значения коэффициента рассеяния (DF) для нескольких пластмасс
» Как рассчитать коэффициент рассеяния (tan δ) пластика
»Стандартные методы, используемые для определения DF
»Факторы, влияющие на значения коэффициента рассеяния изолятора

Как рассчитать коэффициент рассеяния изолятора?


Коэффициент рассеяния — это тангенс угла потерь изоляционного материала .

В идеальном конденсаторе без каких-либо диэлектрических потерь ток изоляции опережает точно на 90 ° в зависимости от приложенного напряжения. Поскольку диэлектрик становится менее 100% эффективным, волна тока начинает отставать от напряжения прямо пропорционально.

Диэлектрический фазовый угол, θ, представляет собой угловую разность фаз между синусоидальной переменной разностью потенциалов, приложенной к диэлектрику, и составляющей результирующего тока, имеющей тот же период, что и разность потенциалов.

По сути, это означает, что когда переменный ток пропускается через изоляционный материал, результирующий переменный ток, проходящий через него (независимо от того, насколько мал), будет иметь фазу, отличную от фазы напряжения.

Величина волны тока отклоняется от сдвига фазы на 90 ° с напряжением, определяется как Угол диэлектрических потерь (90 ° — θ). Тангенс этого угла δ известен как тангенс угла потерь или коэффициент рассеяния.

Фазорная диаграмма для измерения тангенса дельта

Tan δ, измеренный на частоте ω и напряжении V, представляет собой отношение резистивного (IR) и емкостного (IC) токов, как показано в формуле ниже:


Источник: Georgia Tech Research Corporation (GTRC)

Коэффициент рассеяния по сравнению сКоэффициент мощности


Коэффициент мощности изолятора определяется как отношение рассеиваемой мощности в ваттах к общему зарядному вольт-амперам, или это косинус угла между приложенным напряжением и возникающим током, то есть фазовый угол диэлектрической проницаемости θ.

Если коэффициент рассеяния (tan δ) очень мал — обычно менее 10%, то коэффициент рассеяния и коэффициент мощности различаются незначительно, и можно предположить, что они имеют одинаковое значение.

Коэффициент диэлектрических потерь или коэффициент потерь материала — еще один часто используемый термин.Это продукт диэлектрическая проницаемость и коэффициент рассеяния. Это связано с полной потерей мощности, возникающей в пластмассах или любых других изоляционных материалах. Или насколько легко материал нагревается в высокочастотном поле.

Стандартные методы, используемые для определения DF


Наиболее часто используемые стандартные тесты для расчета коэффициента рассеяния для пластмасс — это ASTM D2520, ASTM D150 или IEC 60250 (, конечно, существует также несколько других методов, но они не обсуждаются здесь ).

Метод включает:

Образец помещается между двумя металлическими пластинами и измеряется емкость. Второй цикл измеряется без образца между двумя электродами. Отношение мощности, рассеиваемой в исследуемом материале, к приложенной мощности представляет собой коэффициент рассеяния:

  • Испытание может проводиться на разных частотах, часто в диапазоне от 10 Гц до 2 МГц
  • Образец должен быть плоским и больше, чем круглые электроды диаметром 50 мм (2 дюйма), используемые для измерения

Факторы, влияющие на коэффициент рассеяния


Такие факторы, как частота, температура, напряжение, влажность и погодные условия, влияют на коэффициент рассеяния пластика в разной степени, в зависимости от уровня и продолжительности воздействия.
  • Частота : Изменения диэлектрической проницаемости и индекса потерь с частотой вызваны диэлектрической поляризацией, существующей в материале

  • Температура : Коэффициент рассеяния увеличивается с увеличением температуры или влажности. Это увеличение часто бывает драматичным или даже разрушительным для температура стеклования пластмасс

  • Влажность : Увеличение влажности увеличивает величину межфазной поляризации материала, что увеличивает проводимость.Эти эффекты влажности вызваны поглощением воды или образованием пленки ионизированной воды на поверхности

  • Выветривание : Дождь, сильный ветер, примеси в атмосфере, ультрафиолетовое излучение, тепло и т. Д. Могут изменить поверхность изоляционного материала физически (шероховатость, растрескивание…) или химически, что приведет к проникновению воды в объем материала

Значения коэффициента рассеяния (DF) для некоторых пластмасс


Нажмите, чтобы найти полимер, который вы ищете:
A-C | E-M | PA-PC | PE-PL | ПМ-ПП | PS-X
Название полимера Мин. Значение (x 10 -4 ) Максимальное значение (x 10 -4 )
АБС — акрилонитрилбутадиенстирол 50.0 190,0
АБС-пластик огнестойкий 70,0 90,0
ABS для высоких температур 20,0 350,0
АБС ударопрочный 20,0 350,0
Смесь АБС / ПК — Смесь акрилонитрилбутадиенстирола / поликарбоната 70,0 200,0
Смесь АБС / ПК 20% стекловолокна 20,0 90.0
ABS / PC огнестойкий 40,0 70,0
Аморфная смесь TPI, сверхвысокая температура, химическая стойкость (стандартный поток) 0,001 0,001
ASA — Акрилонитрилстиролакрилат 90,0 340,0
Смесь ASA / PC — смесь акрилонитрил-стиролакрилата / поликарбоната 20,0 190,0
ASA / PC огнестойкий 110.0 170,0
CA — Ацетат целлюлозы 100,0 1000,0
CAB — Бутират ацетата целлюлозы 100,0 400,0
CP — пропионат целлюлозы 60,0 300,0
ХПВХ — хлорированный поливинилхлорид 100,0 200,0
ECTFE — Этиленхлортрифторэтилен 130.0 170,0
ETFE — этилен-тетрафторэтилен 6.0 100,0
EVA — Этиленвинилацетат 130,0 1000,0
EVOH — Этиленвиниловый спирт 1800,0 2200,0
FEP — фторированный этиленпропилен 7,0 7,0
HDPE — Полиэтилен высокой плотности 3.0 20,0
HIPS — ударопрочный полистирол 4,0 20,0
HIPS огнестойкий V0 5,0 50,0
Иономер (сополимер этилена и метилакрилата) 20,0 20,0
LCP — Жидкокристаллический полимер 40,0 40,0
LCP армированный стекловолокном 60,0 300.0
LCP Минеральное наполнение 70,0 280,0
LDPE — полиэтилен низкой плотности 3,0 4,0
MABS — Прозрачный акрилонитрилбутадиенстирол 2,8 3,0
PA 11 — (Полиамид 11) 30% армированный стекловолокном 0,03 0,03
PA 11, проводящий 0,05 0.25
PA 11, гибкий 0,05 0,25
PA 11, жесткий 0,05 0,25
PA 12 (Полиамид 12), проводящий 0,05 0,25
PA 12, армированный волокном 0,05 0,25
PA 12, гибкий 0,05 0,25
PA 12, со стекловолокном 0.05 0,25
PA 12, жесткий 0,05 0,25
PA 46 — Полиамид 46 190,0 600,0
PA 46, 30% стекловолокно 23,0 90,0
PA 6 — Полиамид 6 100,0 600,0
PA 6-10 — Полиамид 6-10 400,0 400,0
PA 66 — Полиамид 6-6 100.0 400,0
PA 66, 30% стекловолокно 100,0 1500,0
PA 66, 30% Минеральное наполнение 200,0 1500,0
PA 66, ударно-модифицированная, 15-30% стекловолокна 130,0 200,0
PA 66, модифицированный ударным воздействием 100,0 2000,0
Полиамид полуароматический 3,0 3.1
PAI — полиамид-имид 60,0 710,0
PAI, 30% стекловолокно 220,0 500,0
PAR — Полиарилат 20,0 200,0
PBT — полибутилентерефталат 10,0 200,0
PBT, 30% стекловолокна 20,0 120,0
ПК (поликарбонат) 20-40% стекловолокно 9.0 75,0
ПК (поликарбонат) 20-40% стекловолокно огнестойкое 9,0 100,0
ПК — Поликарбонат, жаростойкий 69,0 100,0
Смесь ПК / ПБТ, со стеклянным наполнением 100,0 200,0
PCTFE — Полимонохлортрифторэтилен 10,0 250,0
PE — Полиэтилен 30% стекловолокно 20.0 80,0
PEEK — Полиэфирэфиркетон 30,0 30,0
PEEK, армированный 30% углеродным волокном 29,0 32,0
PEEK, армированный стекловолокном, 30% 20,0 20,0
PEI — Полиэфиримид 13,0 25,0
PEI, 30% армированный стекловолокном 15,0 53.0
PEI, с минеральным наполнителем 10,0 15,0
ПЭКК (полиэфиркетонекетон), с низкой степенью кристалличности 0,004 0,004
PESU — Полиэфирсульфон 10,0 140,0
PESU 10-30% стекловолокно 70,0 100,0
ПЭТ — полиэтилентерефталат 20,0 200.0
ПЭТ, 30% армированный стекловолокном 120,0 1680,0
ПЭТ, 30/35% армированный стекловолокном, модифицированный при ударе 1,500 1,500
ПЭТГ — полиэтилентерефталат гликоль 20,0 300,0
PE-UHMW — полиэтилен с сверхвысокой молекулярной массой 2,0 2,0
PFA — перфторалкокси 2.0 2,0
PI — Полиимид 18,0 50,0
PMMA — Полиметилметакрилат / акрил 200,0 200,0
PMMA (акрил) High Heat 400,0 600,0
ПММА (акрил) с модифицированным ударным воздействием 300,0 400,0
PMP — Полиметилпентен 0,7 30.0
ПОМ — Полиоксиметилен (Ацеталь) 50,0 110,0
ПОМ (Ацеталь) с модифицированным ударным воздействием 50,0 250,0
ПОМ (Ацеталь) Низкое трение 20,0 90,0
ПОМ (Ацеталь) Минеральное наполнение 1,500 1,600
PP — полипропилен 10-20% стекловолокно 10,0 20.0
ПП, 10-40% минерального наполнителя 7,0 11,0
ПП, 10-40% талька с наполнителем 7,0 11,0
PP, 30-40% армированного стекловолокном 10,0 20,0
Сополимер PP (полипропилен) 3,0 5,0
PP (полипропилен) гомополимер 3,0 5,0
ПП, модифицированный при ударе 3.0 5,0
PPA — полифталамид 270,0 270,0
PPA, 33% армированный стекловолокном — высокая текучесть 0,014 0,016
PPA, 45% армированный стекловолокном 0,9 0,2
PPE — полифениленовый эфир 4,0 9,0
СИЗ, 30% армированные стекловолокном 10.0 15,0
СИЗ, огнестойкий 7,0 31,0
PPS — полифениленсульфид 4,0 30,0
PPS, армированный стекловолокном на 20-30% 10,0 32,0
PPS, армированный стекловолокном на 40% 13,0 20,0
PPS, стекловолокно и минеральное наполнение 70,0 580.0
PPSU — полифениленсульфон 17,0 50,0
ПС (полистирол) 30% стекловолокно 5,0 28,0
ПС (полистирол) Кристалл 1.0 28,0
PS, высокая температура 1.0 28,0
БП — полисульфон 8,0 64,0
БП, 30% усиленное стекловолокном 40.0 60,0
PTFE — политетрафторэтилен 2.0 2.0
ПТФЭ, армированный стекловолокном на 25% 5,0 5,0
ПВХ, пластифицированный 400,0 1600,0
ПВХ, с пластиковым наполнением 400,0 1600,0
ПВХ жесткий 60,0 200,0
PVDF — поливинилиденфторид 200.0 1700,0
SAN — Стиролакрилонитрил 70,0 100,0
SAN, армированный стекловолокном на 20% 10,0 100,0
SMA — малеиновый ангидрид стирола 40,0 40,0
SMMA — метилметакрилат стирола 400,0 400,0

Коммерчески доступные марки электроизоляционных пластмасс



myCableEngineering.com> Диэлектрические потери в кабелях

Сечение кабеля, показывающее
изоляция

Диэлектрики (например, изоляционные материалы) при воздействии переменного электрического поля будут иметь некоторую потерю энергии. Изменяющееся электрическое поле вызывает небольшую перестройку слабосвязанных молекул, что приводит к выделению тепла. Количество потерь увеличивается с увеличением уровня напряжения. Для кабелей низкого напряжения потери обычно незначительны и обычно игнорируются.Для кабелей более высокого напряжения потери и выделяемое тепло могут стать важными и должны быть приняты во внимание.

Диэлектрики (например, изоляционные материалы) при воздействии переменного электрического поля будут иметь некоторую потерю энергии. Изменяющееся электрическое поле вызывает небольшую перестройку слабосвязанных молекул, что приводит к выделению тепла. Количество потерь увеличивается с увеличением уровня напряжения. Для кабелей низкого напряжения потери обычно незначительны и обычно игнорируются.Для кабелей более высокого напряжения потери и выделяемое тепло могут стать важными и должны быть приняты во внимание.

Диэлектрические потери измеряются с использованием так называемого тангенса угла потерь или тангенса дельты (тангенс угла тангенса δ ). Проще говоря, тангенс дельта — это тангенс угла между вектором переменного поля и составляющей потерь материала. Чем выше значение tan δ , тем больше будут диэлектрические потери. Список значений tan δ для различных изоляционных материалов см. В примечании «Свойства изоляции кабеля».

Примечание: в постоянном токе кабели со статическим электрическим полем, диэлектрические потери отсутствуют. Следовательно, рассмотрение диэлектрических потерь применяется только к переменному току. кабели.

Напряжение кабеля

Диэлектрические потери действительно становятся значительными, и их необходимо учитывать при более высоких напряжениях. IEC 60287 «Электрические кабели. Расчет номинального тока» предполагает, что диэлектрические потери необходимо учитывать только для кабелей с напряжением выше следующих уровней:

Тип кабеля У 0 , кВ
Бутилкаучук 18
EDR 63.5
Бумага с пропиткой (масляная или газонаполненная) 63,5
Бумага с пропиткой (сплошная) 38
PE (высокой и низкой плотности) 127
ПВХ 6
XLPE (заполненный) 63,5
XLPE (без наполнения) 27

Диэлектрические потери в кабеле

Учитывая тангенс δ и емкость кабеля, легко вычислить диэлектрические потери:

Wd = ωCU02tanδ

Можно использовать вышеуказанное для других форм проводников, если вместо Di и dc использовать среднее геометрическое.

Символы

d c — диаметр жилы, мм
D i — наружный диаметр изоляции, мм
C — емкость кабеля на единицу длины, Фм -1
U 0 — номинальное напряжение кабеля на землю, В
Вт d — диэлектрические потери на единицу длины, Вт -1
tan δ — коэффициент потерь для изоляции
ε — относительная диэлектрическая проницаемость изоляции
ω — угловая частота (2πf)

Емкость кабеля

Емкость кабеля можно узнать у производителей или для круглых проводников рассчитать по следующей формуле:

C = ε18ln (Didc) 10−9F.м − 1

Диэлектрическая прочность | Постоянный | Потеря | Определение

Обычно ток через изоляторы или диэлектрические материалы не протекает. Однако, когда напряжение, приложенное к таким материалам, превышает определенное значение, оно выходит из строя, и через него протекает сильный электрический ток (намного больший, чем обычный ток утечки). Если изолятор представляет собой твердую среду, он пробивается или разрушается.


Диэлектрическая прочность — это свойство материала, которое позволяет ему выдерживать электрические нагрузки без повреждений.Обычно это выражается в терминах минимального электрического напряжения (разности потенциалов на единицу расстояния), которое вызовет пробой диэлектрика при определенных условиях эксплуатации.

Диэлектрическая прочность изолятора или диэлектрического материала определяется максимальной разностью потенциалов, которую может выдержать единичная толщина материала без разрушения. Обычно выражается в кВ / мм.

Например, когда мы говорим, что электрическая прочность слюды составляет 60 кВ / мм, это означает, что максимальная разность потенциалов, которую слюда толщиной один мм может выдержать без пробоя, составляет 60 кВ или 60000 вольт.Если разность потенциалов превышает это значение, слюдяная изоляция выходит из строя, и через нее проходит большой ток.

Диэлектрическая прочность различных изоляционных материалов является очень важным фактором при проектировании электрических машин высокого напряжения. Обычно на него отрицательно влияют влажность, загрязнения, повышенная температура, старение и механическое напряжение.

Диэлектрическая проницаемость


Он также известен как относительная диэлектрическая проницаемость.Мы знаем, что емкость конденсатора зависит от площади поверхности пластин, толщины диэлектрика, а также от природы материала диэлектрика (то есть диэлектрической постоянной).

Эксперименты показали, что если воздух заменить диэлектриком с диэлектрической проницаемостью k в конденсаторе, значение емкости значительно возрастет.


Диэлектрическая проницаемость — это отношение емкости конденсатора с определенным диэлектриком к емкости того же конденсатора с вакуумом (или воздухом) в качестве среды.

  • Пусть имеется конденсатор с параллельными пластинами емкости С, не имеющий диэлектрического материала.
  • , и когда мы помещаем диэлектрический материал между пластинами, его емкость становится C ’.
  • , тогда диэлектрическая проницаемость диэлектрического материала будет C ’/ C.

Материалы с высоким значением диэлектрической проницаемости обычно предпочтительны для изготовления конденсаторов большой емкости.

В большинстве случаев изоляция состоит из двух или более изоляционных материалов, соединенных последовательно. Важность диэлектрической проницаемости заключается в том, что при приложении переменного напряжения к такой композитной изоляции распределение напряжения по изоляции обратно пропорционально диэлектрической проницаемости используемых материалов.

Например, предположим, что имеется равная толщина масла с диэлектрической проницаемостью 3 и бумаги с диэлектрической проницаемостью 4, соединенных последовательно. Когда на него подается напряжение, 57% напряжения действует на масло и 43% — на бумагу.

Следовательно, при проектировании композитной изоляции необходимо позаботиться о том, чтобы композитные изоляционные материалы имели соответствующую диэлектрическую постоянную, чтобы опасно высокое напряжение не возникало ни на одном из них.

Диэлектрические потери


Когда идеальная изоляция подвергается воздействию переменного напряжения, это похоже на приложение переменного напряжения к идеальному конденсатору. В таком случае зарядный ток будет опережать приложенное напряжение ровно на 90 o и не будет потребления энергии.К этому совершенству приближаются только вакуум и очищенные газы.


В большинстве изоляционных материалов дело обстоит иначе. Когда на изолятор действует переменное напряжение, происходит определенное рассеивание энергии. Эта рассеиваемая энергия называется диэлектрическими потерями.

В промышленных изоляторах ток утечки (ток, протекающий на землю через изолятор) не опережает приложенное напряжение точно на 90 o . Фазовый угол всегда меньше 90 o .Дополнительный угол δ = 90 — θ известен как угол диэлектрических потерь .

Для изолятора с емкостью C и приложенным к нему напряжением В с частотой f Гц потери диэлектрической мощности могут быть рассчитаны как:

P = В 2 2πfC tan δ ватт

Из приведенного выше уравнения ясно, что потери мощности зависят от tan δ, если другие факторы постоянны.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *