Синтетикалық сұйық диэлектриктер

Трансформаторлық және 6-тарауда сипатталған мұнай тектес электрлiк оқшаулаушы майлар төмендегі артықшылықтарға ие болады және олардың әбден кең қолдануларын қамтамасыз етедi: олар салыстырмалы турде арзан және мұнай өңдейтiн өнеркәсiптер мен зауыттарда көп көлемде өндіріле алады; tg жақсы тазартса, (бұл таза полярсыз диэлектриктерге тән қасиет) электрлiк берiктiгі әжептәуiр биiк болады. Дегенмен кейбір маселелерге байланысты сапасы жеткiлiксiз әрі төмен болады. Мысалы, толық өрт қауiпсiздiгi және жарылыс қауiпсiздiгі талап етiлсе, майға толған трансформаторлар және тағы басқа құралғылар қолданыла алмайды.

Сурет 7.6 — Tg соволына тәуелді температурадан әр түрлi тазарту дәрежесi, жилiгi 50 Гц; 1 — бiрiншi айырудан кейiнгі килiк; 2 — екiншi айырудан кейiн; 3 – сорғышпен және силикателмен өңдеуiнен кейiн; 4 — сорғыштың өңдеуiнен кейiн және арнаулы сазбен өңделгеннен кейін.

Мұнай майлары электр қартаюға бейiм, сонымен қатар олар биiк қауырттылықты электр өрiсiнiң iс-әрекетi әсер еткенде өз қасиеттерiн төмендете алады. Конденсатордың габариттiк өлшемдерi жайлы деректер алу мақсатында көтерiлген ыдыстың конденсаторларының қоректендiруi үшiн полярлық сұйық диэлектрик биiгiрек лауазымға ие болады, мағынасы r полярлық емес мұнай майларына қарағанда.

Әртүрлі қасиеттеріне байланысты мұнай электр оқшаулағыш майларынан асып түсетiн синтетикалық сұйық диэлектриктер бар. Олардың маңыздысын қарап шығамыз.

Хлорлалған көмiрсутектер әр түрлi көмiрсутектердің молекулаларындағы сутектiң кейбiр атомдарын хлор атомдарымен ауыстыру жолымен алады. Ең кең қолданыс тапқан түрі полярлық өнімдерде хлорланған дифенил, С12Н10-nСln ортақ құрамы бар. С12Н10 (немесе Н5С5 — С5Н5) дифенилінің молекуласы екі фенилды қалдықтардан құралады. Көбіне хлорланған дифенилдің түрлі изоөлшеуінің қоспалары қолданылады. п хлорлануының орташа дәрежесі 3-тен 6-ға дейін.

Хлорланған дифенилдер (ХД) бейүйекті мұнайдың майларымен салыстырғанда көтеріңкі εr ие болады; пентахлордифенил Ci2H5Cl5 50 гц және 20°С болғанда εr = 5, ал 90°С болса, εr = 4,1. Сол себептен ХД майларын ауыстырганда электржинағыштың сіңдіру кезінде электржинағыштың (баяғы электр сыйымдылықта) көлемін шамамен екі есе азайтады. ХД артықшылығы оның жанбайтыны болып табылады. Алайда ХД-ның өзінің кемшіліктері бар. Олар өлердей токсинді, электржинағышты сіңдіруі үшін олардың қолданысы кейбір елдерде заңмен тыйым салынады. ХД-дың қатты білінетін полярлығына байланысты оның электроизоляциясының қасиеттеріне бірталай қоспалар (6-9 сурет) әсер етеді; қоспаның бары көтеріңкі қызуда жүретін электрөткізгіштіктің шығындарында көрінеді, бірақ іс жүзінде шығынның диполдық максимумының облысында tgδ-ке әсер етпейді. ХД-ның кемшілігі олардың εr-ның белгілі төмендетілгені болып табылады, демек, сіңдірілген ХД электржинағыштың сыйымдылықтары төмендетілген температурада болады. Хлорланған дифенилдер салыстырмалы биік тұтқырлыққа ие болады, бұл арада ХД-ді азырақ жабысқақ хлорланған көмірсутектермен араластыру қажеттілігі туындайды. Сонымен, 50°С-та соволдың кинематикалық тұтқырлығы 75 мм2/с, ал трихлордифенилдікі (С12Н7Сl3) — 126 мм2/с; совтол (90% совол және С6Н3Сl3 10% трихлорбензолының қоспасы) дәл осы температурада 25 мм2 тұтқырлыққа ие, ал гексол (20% совол қоспасы және 80% гексхлорбутадиен С4Сl6) — небәрі 1,8 мм2/с. Соволдың қату температурасы 5°С-қа тең, ал совтолдікі — 7°С, гексолдың қату температурасы — 60°С-тан төмен.

Кремнийорганикалық сұйықтықтардың tgδ өте төмен, ылғалданғыштығы төмен және қызып кетуге көтеріңкі тұрақтылыққа ие болады. Оларға тұтқырлықтың температурадан тәуелділігінің төмендігі тән (6-4 сурет). Басқа да кремнийорганикалық заттар сияқты бұл сұйықтықтар өте қымбат болады. Si атомдарына қосылған радикалдардың қасиеттеріне байланысты (123-бет), полиметилсилоксанды (ПMC), полиэтилсилоксанды (ПЭС), полифенилсилоксанды (ПФС) және басқа кремнийорганикалық сұйықтықтарды айырады. Кремнийорганикалық сұйықтықтарда Еr 2,5-ден 3,3-дейін және tgδ 0,0001-0,0003 дейін (5 кГц және 20°С болған жағдайда); осы сұйықтықтардың ең жоғарғы ықтимал жұмыстық температурасы 250°С дейін (ұзақ уақытқа) жетеді және 350°С дейін (қысқа уақытқа). ПМС- 10 (ГОСТ 13032-77) маркалы сұйықтығының кинематикалық тұтқырлығы 10 мм2/с жуық, ал ПМС- 20 маркасыныкі — 20 мм2/с жуық (20°С болған жағдайда).

Фторорганикалық сұйықтықтарда шамалы tgδ бар, ылғалданғыштығы өте төмен және қызып кетуге тұрақтылығы бар. Кейбір фторорганикалық сұйықтықтар ұзақ уақыт бойы 200°С-та және одан жоғары температурада жұмыс істей алады. Атап өткендей (63, 92 беттер), фторорганикалық сұйықтығының жұптарының газ тәріздес диэлектриктер үшін оғаш электрлік беріктігі бар.

Сурет 7.10 — Аз габаритті трансформатордың күбісінің қызуы кезінде орамның қызуының көтерілуі, түрлі толтыратын сұйықтықтар үшін трансформатор жүктемесінің атқаратын қызметі. 1 — кремнийорганикалық сұйықтық; 2 — мұнайлы трансформаторлық май; 3 — (С4F9)3N (фторорганикалық сұйықтығы (қайнау қызуының температурасы 175°С); 4 — (C4F9)3О фторорганикалық сұйықтығы (қайнауы — 101°С).

Фторорганикалық сұйықтықтарға тән қасиеттер тұтқырлығы аз, беткі керілісі аз (бұл болпылдақ оқшаудың сіңдіруіне қолайлы), көлемді аумақтаудың (басқа электроизоляциялық сұйықтықтарға қарағанда бірталай жоғары) биік температуралық коэффициенті жоғары, ауаға таралуы салыстырмалы биік болып табылады. Фторорганикалық сұйықтықтармен құйылатын, соңғы жай-жапсар аппараттың герметизациялануын сұрайды. Фторорганикалық сұйықтықтардың шығын жылулығы бірталай жоғары, жіті бұрмасын тоңазытатын орамнан және магнит орамалардан қарағанда, мұнай майы немесе кремнийорганикалық сұйықтықтарды қамсыздандыру нашар. Фторорганикалық сұйықтықтар құйылған аз габаритті арнаулы конструкциялы электротехникалық құрылымдар бар. Оларда жылу шығаруды жақсарту үшін сұйықтықтың булануы қолданылады.

Мұнайдың майына және кремнийорганикалық сұйықтыққа қарағанда фторорганикалық сұйықтықтың артықшылығы 6-10 суреттен жақсы көрінеді. Қисықтың 4 максимум арқылы өтуі жүктің көтермелеуі кезінде сұйықтықтың қайнау температурасына жетуімен түсіндіреді.

Кремнийорганикалық сұйықтықтармен салыстырғанда фторорганикалық сұйықтықтың маңызды артықшылығы оның толық жанбайтыны және биік доға тұрақтылығы (кремнийорганикалық сұйықтық мұнай майлары сияқты салыстырмалы жеңіл тұтанады және қатты жанады) болып табылады. Кремнийорганикалық құралымдар сиықты фторорганиялық сұйықтықтар да қымбат болады.

 Өзге синтетикалық сұйықтықтар. Кейбір басқа полярлық электроизоляциялық сұйықтықтарға қызығушылық танытуға болады. Нитробензол Н5С6—NО2, этиленгликоль КО—СН2—СН2—ОН және ционоэтилсахарозада C38H46N8О11 биік диэлектрлік өткізгіштігі бар, εr= 35÷39.

Синтетикалық электроизоляциялық сұйықтықтардан басқа, мұнай майларынан химиялық құрамы және қасиеттерімен ерекшеленетін көмірсутек құрамды синтетикалық сұйықтықтар бар. Осы полярсыз сұйықтықтардың мұнай майларымен салыстырғанда ерекше құнды қасиеттері бар болып келеді.

Салыстырмалы арзан отандық материал (октол) изобутиленнің полимері мен изомерінің қоспасы болып табылады және олардың мұнай крекингінің газтәріздес заттарынан алынатын C4H8 ортақ құрамы бар. Отколдың молекулалық массасы 400-ден 1500-ге дейін, тығыздығы 0,850—0,875 Мг/м3. +70˚С температурадағы тұтқырлығы 1,3—3,0 мПа·с, қату температурасы 12°С.

 

 

 

 

 

 

 

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *