Факторы, влияющие на диэлектрические потери

Частотная и температурная зависимости диэлектрической проницаемости приведены на рисунке 12а и 12б.

Рисунок 12 - а) Частотная зависимость диэлектрических потерь однородного 1, неоднородного 2 и композиционного диэлектрика; б) Температурная зависимость диэлектрических потерь однородного 1, неоднородного 2 и композиционного диэлектрика.

Температура.Повышение температуры вызывает рост tgd, если потери обусловлены проводимостью, т. к. при нагревании диэлектрика возрастает интенсивность смещения или перемещения зарядов (кривая 1 рисунка 12б). Если потери обусловлены поляризацией, то при росте температуры tgd проходит через максимум. Это объясняется тем, что при низких температурах вязкость велика и потерь нет, а при высоких температурах вязкость мала и диполи смещаются, не испытывая трения (кривая 2 рисунка 12б). При наличии двух видов потерь, результирующие потери определяются сложной кривой 3 рисунка 12б.

Частота. Увеличение частоты вызывает снижение tgd, если потери обусловлены проводимостью (кривая 1 рисунка 12а). В этом случае активная составляющая тока, вызванная утечкой через диэлектрик, не меняется с изменением частоты, а реактивная (емкостной ток) растет пропорционально частоте, поэтому отношение активного тока к реактивному, т. е. tgd, будет снижаться с увеличением частоты. Если потери вызваны поляризацией, то tgd , будет иметь максимум (кривая 2 рисунка 12а). При низких частотах потери малы, т. к. скорость поворота диполей и смещение ионов при неплотной упаковки невелико, а, следовательно, мало и трение. При очень больших частотах диполи и ионы не успевают поворачиваться или смещаться вслед за частотой электрического поля и поэтому потери, малы. В сложных диэлектриках существуют потери обоих типов и tgd получается путем суммирования обоих типов по кривой 3 рисунка 12а. Следовательно, tgd с увеличением частоты падает, однако, это не означает, что активные потери снижаются, т. к. P_а = U I cosj, где I » I_c = U w C; сosj = sind » tgd, т.е. P_а = U² w C tgd. Снижение tgd с ростом частоты меньше соответствует увеличению частоты, а следовательно и потерь с ростом частоты.

Влажность.Появление влаги в любом агрегатном состоянии (эмульгированное, молекулярнорастворимое или газообразное) вызывает рост tgd. Это объясняется тем, что у большинства диэлектриков при увлажнении снижается удельное сопротивление, т.е. увеличивается проводимость.

Напряжение электрического поля.Если потери обусловлены ионизацией, то tgd увеличивается с ростом напряжения, начиная с U_и, т.е. с напряжения ионизации газового включения. При отсутствии включений tgd не зависит от U. Поэтому кривая зависимости tgd = f(U) позволяет установить, асть ли воздушные включения в изоляции.