Constante dieléctrica y pérdida dieléctrica de materiales aislantes

1.Definición de constante dieléctrica
Constante dieléctrica..K) se puede representar vívidamente como la reacción de la capa atómica dentro de la cadena de polímeros cuando aparece la polarización.[Considera la polarización como si la cadena Molecular agregara un campo eléctrico al exterior.“Aparente",Respuesta (como movimiento o desplazamiento)[en inglés].KEl valor no tiene nada que ver con el movimiento del polímero polarizado, pero está relacionado con su capacitor, que es una medida de la capacidad del material aislante para almacenar energía eléctrica. Como uno de los resultados del Movimiento de grupos funcionales polares, la energía eléctrica se almacena. La constante dieléctrica es la proporción de energía eléctrica almacenada en polímeros aislantes con energía eléctrica almacenada al vacío (del mismo tamaño).

  La constante dieléctrica está estrechamente relacionada con la estructura del polímero. Una pequeña cantidad de áreas de dipolo en materiales aislantes de polímeros (como el polietileno) almacenan poca energía eléctrica,KEl valor también es muy pequeño. Cuando hay enlaces polares en el polímero (nota: en las moléculas de compuestos, los enlaces covalentes formados por diferentes átomos, debido a las diferentes capacidades de los dos átomos para atraer electrones, los electrones compartidos inevitablemente se inclinan hacia el lado de los átomos con mayor capacidad de atraer electrones, atrayendo así la positividad relativa del lado de los átomos con menor capacidad de electrones, tales enlaces covalentes se llaman enlaces covalentes polares, conocidos como enlaces polares).,KEl valor aumentará. Contiene un dipolo (nota: si la Electronegatividad de varios átomos dentro de una molécula es muy diferente, los átomos con mayor Electronegatividad atraen a los electrones más cerca de sí mismos, lo que hace que la región ocupada sea más negativa; además, la región de los átomos con menor Electronegatividad se vuelve más positiva. de esta manera, se formaLos polímeros de un dipolo eléctrico (como los que contienen acetato de vinilo o un polímero de etileno de un ácido acrílico) son más específicos que el polietileno (oXLPE) se puede almacenar más energía eléctrica y el valor constante dieléctrico es mayor. La constante dieléctrica del polímero con una polaridad significativa es mayor; Por ejemplo, materiales de poliamida[Nylon o nepalen (polietileno clorosulfado)[en inglés].KEl valor cambia con la frecuencia, cuando la frecuencia es50 ~ 60HzEl valor del tiempo es pequeño. La constante dieléctrica es una proporción (la relación entre el polímero y la carga almacenada en vacío de igual tamaño), sin unidades, solo un valor adimensional.

  2.Procedimientos de prueba y efectos de la constante dieléctricaKFactores de valor

El programa de prueba de constante dieléctrica se puede consultar.norma ASTM-D150ynorma IEC60260. esencialmente, el sujeto de prueba es una muestra de material aislante colocada entre dos electrodos planos metálicos y aplicando un cierto voltaje. El tamaño de la muestra se especifica en los procedimientos pertinentes, y la muestra debe ser plana.[Debe ser mayor que el diámetro del electrodo circular medido.50 mm()2 pulgadas(...)[en inglés]. El segundo voltaje se aplica entre dos electrodos que no contienen muestras. La relación entre las dos mediciones anteriores es la constante dieléctrica. La constante dieléctrica es la relación entre la capacidad del material dieléctrico y la capacidad del aire del mismo tamaño. Debido a que el valor constante dieléctrico del material aislante es mayor que el vacío, independientemente del tipo de aislamiento de polímero,KLos valores son mayores que1. La constante dieléctrica del polímero a temperatura ambiente es generalmente2 a 10; cuanto menor sea el valor, menor será la pérdida dieléctrica correspondiente. La constante dieléctrica está relacionada con la temperatura y también con la frecuencia de prueba (la correlación es más débil que la primera). La frecuencia de prueba es generalmente60 ~ 1000HzEntre. Las constantes dieléctrico de varios materiales aislantes comunes se muestran en la tabla.6 - 1. polietileno de diferentes densidades (cristalinidad)KHay pequeñas diferencias en los valores; El aumento de la densidad,KLos valores aumentaron ligeramente, pero la diferencia fue pequeña.

  Basado en los principios anteriores, con el envejecimiento y la oxidación de los cables aislados de poliolefinas (como la formación de árboles de agua), suKEl valor aumentará ligeramente.

  3.Pérdida dieléctrica

  Como se puede ver en la discusión de la sección anterior, el aislamiento del cable es similar al de los condensadores. Bajo un campo eléctrico de ca, la mayoría de los condensadores perderán parte de la energía eléctrica. Durante cada ciclo, la relación entre la energía consumida por el aislador y la energía almacenada se llama factor de pérdida, o (el ángulo de pérdida del sistema de aislamiento cuando soporta un campo eléctrico alterna sinusoidal es positivo). Esta pérdida de energía se convierte en calor, por lo que el factor de pérdida se puede utilizar como parámetro para medir la eficiencia del aislamiento.

  La pérdida también se puede expresar por el factor de potencia, que es el valor sinusoidal del ángulo de pérdida. El factor de potencia es diferente del factor de pérdida, pero..0.1Cuando, los valores de los dos son muy cercanos. El aislamiento de baja pérdida es similar a esto, generalmente siempre es menor que0.1(por lo tanto, la diferencia numérica entre los dos factores puede ser ignorada). A medida que aumenta la pérdida, la diferencia de suma aumenta.