Latvijas Lauksaimniecbas universitte Tehnisk fakultte Lauksaimniecbas enertikas institts

ELEKTROTEHNISKIE MATERILI

Jelgava 2008

Latvijas Lauksaimniecbas universitte Tehnisk fakultte Lauksaimniecbas enertikas institts

ELEKTROTEHNISKIE MATERILIMcbu metodiskais ldzeklis

Jelgava 2008

Mcbu ldzeklis sagatavots un izdots ESF projekta Inenierzintu studiju satura modernizcija Latvijas Lauksaimniecbas universitt ietvaros, projektu ldzfinans Eiropas Savienba.

Elektrotehniskie materili: Mcbu metodiskais ldzeklis / sast. I.Plme. Jelgava: LLU, 2008. 59 lpp.

ISBN 978-9984-784-44-1

Imants Plme LLU Tehnisk fakultte

2

Saturs1. Elektrotehnisko materilu nozme un klasifikcija ........................................... 5 2. Elektrotehnisko materilu raksturlielumi .......................................................... 6

2.1. Mehniskie raksturlielumi ......................................................................... 2.1.1. Stiprba spied................................................................................... 2.1.2. Stiprba stiep .................................................................................. 2.1.3. Relatvais pagarinjums ................................................................... 2.1.4. Siprba liec ...................................................................................... 2.1.5. Triecienstigrba ................................................................................. 2.1.6. Cietba ............................................................................................... 2.1.6.1. Brinela metode..................................................................... 2.1.6.2. Rokvela metode ................................................................... 2.1.6.3. Vikersa metode .................................................................... 2.2. Materilu elektriskie raksturlielumi .......................................................... 2.2.1. patnj elektrisk pretestba.......................................................... 2.2.2. Dielektrisk caurlaidba.................................................................. 2.2.3. Dielektrisko zudumu lea tangenss.............................................. 2.2.4. Elektrisk izturba............................................................................ 2.3. Materilu termiskie raksturlielumi............................................................ 2.3.1. Kuanas temperatra ....................................................................... 2.3.2. Mksttapanas temperatra .............................................................. 2.3.3. Siltumizturba .................................................................................. 2.3.4. Termoizturba .................................................................................. 2.3.5. Aukstumizturba .............................................................................. 2.3.6. Siltumvadtspja .............................................................................. 2.3.7. Termisk izpleans ........................................................................ 2.3.8. Siltumabsorbcija.............................................................................. 2.4. Fizikli miskie raksturlielumi ................................................................ 2.4.1. Skbes skaitlis ................................................................................. 2.4.2. Viskozitte....................................................................................... 2.4.3. densabsorbjamba ....................................................................... 2.4.4. Tropisk izturba.............................................................................. 3. Dielektriskie materili ......................................................................................... 3.1. Gzveida dielektrii..................................................................................... 3.2. idrie dielektrii ........................................................................................ 3.2.1. Naftas eas......................................................................................... 3.2.2. Sinttiskie idrie dielektrii ............................................................. 3.3. Cietie dielektrii ..........................................................................................

6 6 6 7 7 8 9 9 10 10 11 11 13 14 15 15 15 15 16 16 17 18 18 18 19 19 19 19 20 22 22 23 23 25 28

3

Minerlu dielektrii .......................................................................... Vizlas materili ................................................................................. Elektrokeramiskie dielektrii............................................................ Neorganiskie stikli ............................................................................ Cietie polimerizcias dielektrii ....................................................... 3.3.5.1. Polistirols .............................................................................. 3.3.5.2. Polietilns ............................................................................. 3.3.5.3. Polivinilhlords ..................................................................... 3.3.5.4. Poliformaldehds................................................................... 3.3.5.5. Organiskais stikls.................................................................. 3.3.5.6. Fluorplasts............................................................................. 3.3.6. Cietie polikondenscijas dielektrii................................................. 3.3.6.1. Rezolsvei un novolaksvei ................................................. 3.3.6.2. Gliftlsvei ........................................................................... 3.3.6.3. Lavsns ................................................................................. 3.3.6.4. Kaprons................................................................................. 3.3.6.5. Epoksdsvei......................................................................... 3.3.6.6. Silcijorganiskie dialektrii................................................... 3.3.6.7. Poliimdi ............................................................................... 3.3.7. Lakas, emaljas un kompaundi.......................................................... 3.3.8. Papri un kartoni............................................................................... 3.3.9. Lakaudumi un ruu materili .......................................................... 3.3.10. Plastmasas un loku materili......................................................... 3.3.11. Dielektrisks gumijas ........................................................................ 3.3.12. Cieto dielektriu elektrovadtspja un elektrisk izturba ................ 4. Vadtji materili ................................................................................................. 4.1. Materili ar lielu vadtspju ........................................................................ 4.1.1. Var...................................................................................................... 4.1.2. Alumnijs ............................................................................................. 4.1.3. Supravadtji un kriovadtji .............................................................. 4.2. Materili ar lielu pretestbu.................................................... ..................... 4.3. Kontaktu materili ....................................................................................... 4.4. Elektrotehniskie ogles materili................................................................... 4.5. Magntiskie materili .................................................................................. Izmantot literatra ......................................................................................

3.3.1. 3.3.2. 3.3.3. 3.3.4. 3.3.5.

28 29 30 32 34 34 35 36 37 37 38 38 38 39 40 40 40 41 41 41 43 45 46 47 48 50 50 50 51 52 53 53 56 57 59

4

1. Elektrotehnisko materilu nozme un klasifikcijaElektrotehniskos materilus izmanto elektroiekrtu un elektroietaiu izgatavoanai. Elektrotehnisko materilu izvli nosaka to spja vis ekspluatcijs period saglabt uzdotos (darba) parametrus maingu faktoru (temperatra, mehnisks iedarbes, elektriskie, magntiskie lauki u.c.) ietekm. Elektrotehniskos materilus var klasifict pc to agregtstvoka (gzveida, idri vai cietie), izcelsmes (dabgie vai mkslgi veidotie), molekulu izmra (monomri vai lielmolekulrie), temperatras izturbas (aukstumizturgie, karstumizturgie), uzvedbas elektrisko, magntisko lauku iedarbb, ietekmes uz apkrtjo vidi (lietdergi, neitrli vai vidi piesrojoi) utt. Elektrisko materilu (elektroiekrtas sastvdau) agregtstvoklis darba temperatru diapazon parasti ir nemaings. Btisks ir materlu iedaljums pc to patnjs elektrisks pretestbas vrtbas, dodot iespju tos atpazt k vadtjus un izolatorus. Elektrotehnik sevia nozme ir nelielai feromagntisko vielu grupai ferromagntiiem, kuras no prjm atiras ar daudzkrt lielku magntisku caurlaidbu. Lai vienkrotu klasifikcijas parametra izvli, elektrotehnikas kurs par galvenajiem klasifikcijas kritrijiem pamatoti ir pieemta klasifikcija pc materilu agregtstvoka (gzveida, idri, cietie materili) un elektriskajm vai magntiskajm pabm (dielektrii, pusvadtji, vadtji, magntiskie materili) paredztaj darba rem. da klasifikcija paldz ar defint atirbu starp darba krtb esou un bojtu elektroiekrtu. Piemram, elektroiekrtu materilu preja no viena agregtstvoka cit (piemram, idruma iztvaikoana vai cieta materila saidrinans) parasti saistta ar iekrtas atteici. Ar materila elektrisko pabu krasa izmaia no elektroizoljoa uz elektrovadou (piemram, elektroizolcijas caursites rezultt) nereti nozm elektroiekrtas atteici. Savukrt specifiskajiem ferromagntiiem jau pie relatvi nelielm temperatrm var novrot magntisks caurlaidbas krasu, neatgriezenisku samazinanos ldz vrtbm, kas piemt paramagntiiem (t.i. parastajiem materiliem), kas btiski ietekm elektroiekrtas funkcionanu. Elektrotehnisko materilu galgai izvlei nepiecieams ievrtt ar citu btisku pabu (mehnisko, termisko, fizikli misko u.c.) atbilstbu konkrts konstrukcijas patnbm un ekspluatcijas apstkiem. Metodisk materila nodau struktra ir veidota, ievrojot augstk minto klasifikciju vadoties no visprg uz konkrto. Atsevii nodas elektrotehniskie materili tiek apskatti, ievrojot kda btiska materila raksturlieluma (piemram, termoizturbas) vrtbas pieauguma krtb.

5

2. Elektrotehnisko materilu raksturlielumiPar raksturlielumu sauc skaitlisku vrtbu, kas izsaka kdu no materila pabm. Lai novrttu elektrotehnisk materila galvens pabas, jzina t mehniskie, elektriskie, termiskie, fizikli miskie un magntiskie raksturlielumi. 2.1. Mehniskie raksturlielumi Materila galvenie mehniskie raksturlielumi ir stiprba stiep, stiprba spied, stiprba statiskaj liec, triecienstigrba un cietba. 2.1.1. Stiprba spied Materila stiprbu spied sp nosaka paraugiem, kuriem ir cilindra vai kuba forma. Veidotm vai prestm plastmasm o raksturlielumu nosaka 15 mm augstiem pilniem cilindriem, kuru diametrs ir 10 mm.

Psp d h

1. att. Parauga prbaude spied. d parauga diametrs, h parauga augstums.

Paraugu novieto starp trauda plksnm, kurm pieliek spiedes slodzi (1. att.). To palielina ar noteiktu trumu ldz parauga sagrauanas momentam. Materila stiprbu spied, Pa, aprina pc formulas:= P st S0

st

.

2.1.2. Stiprba stiep Materila stiprbu stiep st nosaka noteiktas formas materilu paraugiem, kuru forma nodroina stiepes slodzes vienmrgu sadaljumu parauga vidusdaas rsgriezum. Parauga 1 paresnintos galus iestiprina prbaudes manas apskavs 2 (2. att.). 2. att. Parauga iestiprinana1 P P 2 1

prbaudes manas apskavs. 1 paraugs; 2 apskavas.6

Manas apakj sple ir nekustga, bet otrai splei pieliek stiepes spku Pst. Prbaudes manas pieraksta slodzes un uzem stiepes diagrammu. Prbaudes skum, kad slodze ir neliela, parauga pagarinjums ir proporcionls slodzei. Slodzei vl pieaugot, skas materila tecana un visbeidzot tas tiek sagrauts. Spriegumu st, kas atbilst lielkai slodzei Pst pirms parauga sagrauanas, sauc par stiprbu stiep:

st =

P st S0

.

2.1.3. Relatvais pagarinjums Svarga elektrotehnisko materilu paba, kas ir sekas stiepes spku iedarbbai, ir relatvais pagarinjums. Relatvais pagarinjums ir attiecba starp parauga skotnjo garumu un t garumu prrauanas brd; to izsaka procentos:l = (lk l0 )100 l0 ,

kur: lk parauga garums pc prrauanas, m; l0 parauga skotnjais garums, m.

2.1.4. Stiprba liec Materila stiprbu statiskaj liec l nosaka materila taisnstrveida rsgriezuma stieniem. Materila paraugu 2 (3. att.) ievieto prbaudes man t, ka parauga gali brvi balsts uz diviem trauda atbalstiem 3. Lieces slodzi Pl, kas pielikta parauga 2 vid ar trauda uzgaa 1 starpniecbu, vienmrgi palielina tik ilgi, kamr paraugs tiek sagrauts.Pl2 1 h L L1 3

3. att. Parauga ievietoana prbaudes man. 1 paraugs; 2 spiednis; 3 atbalsts.

7

Materila stiprbu statiskaj liec aprina pc formulas:l =1,5 Pl L b h2 ,

kur: Pl graujo lieces slodze, N; L atstatums starp trauda atbalstiem prbaudes man, m; b parauga platums, m; h parauga biezums, m. Materilu paraugiem izmanto plksntes, kuru rsgriezums ir 10x15 mm, bet garums 120 mm. 2.1.5. Triecienstigrba Triecienstigrbu nosaka paraugiem, kas ir vai nu 120 mm gari stieni ar rsgriezumu 15x10 mm (plastmasas), vai ar pilni cilindri. Materila paraugu novieto svrsta tipa prbaudes ierc uz atbalstiem 3 (4. att.). Pa ptm parauga centru sit ar krtoa svrsta trauda uzgali 2, kas 1 2 sagrauj paraugu. l h P Parauga sagrauanai patrtais darbs A ir starpba starp svrsta tukgaitas t gjiena (pagriezes leis t) un darba 0 gjiena (pagriezes leis ) potencilajm enerijm, kuru var aprint k svrsta smaguma centru S 5 starpbas h reizinjumu ar svrsta svaru. 4 Zinot leu t un rdjumus un parauga 3 rsgriezuma laukumu S , 4. att. Svrsta iekrta triecienstigrbas triecienstigrbu a aprina k darba A, ko noteikanai: 1 arnrs; 2 svrsts ar trauda uzgali; 3 paraugs ; 4 atbalsts; svrsts patr parauga sagrauanai, un 5 skala. parauga skotnj rsgriezuma laukuma S0 attiecbu:a= A P l (cos cos t ) = , S0 S0

(4)

kur: P svrsta svars, l attlums no svrsta rotcijas ass ldz t smaguma centram, m; t svrsta maksimlais pagriezes leis tukgaitas gjiena beigs; svrsta maksimlais pagriezes leis darba gjiena beigs; S0 parauga rsgriezuma laukums, m2.8

Triecienstigrba raksturo materila trauslumu jo mazka triecienstigrba, jo materils ir trauslks. 2.1.6. Cietba Par cietbu sauc materila spju pretoties plastiskai deformcijai, ko rada cita, cietka ermea iespieans bez parauga sagrauanas. Plak pielietojams cietbas noteikanas metodes ir Brinela, Rokvela un Vikersa metodes. 2.1.6.1. Brinela metode cietbas noteikanas metode pamatojas uz to, ka prbaudm materila virsm ar pastvgu slodzi P iespie rdtu trauda lodti (5. att. a).P P0 D d h h

5. att. Cietbas noteikanas shmas: a ar lodti; b ar konusu vai prizmu

a)

b)

Pc slodzes noemanas materil paliek iespiedums ar diametru d un dziumu h. Cietba, pc Brinela, HB ir slodzes attiecba pret iegt iespieduma virsmas laukumu:HB = 2P

D [ D ( D 2 d 2 )]

=

P

Dh

, Pa.

Lodtes diametru D un slodzi P izvlas atkarb no prbaudm materila sastva, cietbas un parauga biezuma. Cietbas noteikanai traudam un ugunam izmanto lodti ar diametru D = 10 mm un slodzi P = 30 kN, vara sakausjumiem D = 10 mm, P = 10 kN, mkstiem metliem D = 10 mm, P = 2,5 kN. Lai noteiktu cietbu metliem, izmra iespieduma diametru d un pc tabulm nosaka cietbu. Plastmasm, kas ir oti elastgas, cietbu nosaka, izmrot lodtes iespieduma dziumu h zem slodzes (slogoanas ilgums 60 s) un aprinot cietbas skaitli. Brinela metodi nedrkst lietot materiliem, kuru cietba lielka par HB 450, jo lodte var deformties. To nedrkst lietot ar plnu materilu cietbas noteikanai.

9

2.1.6.2. Rokvela metode Pc s metodes materil iespie dimanta konusu ar virsotnes lei 120 vai rdtu trauda lodti ar diametru 1,588 mm un mra iespieduma dziumu pirms un pc slogoanas. Dimanta konusu lieto cietiem, bet lodti mkstiem materiliem. Konusu un lodti slogo ar divm secgm slodzm: priekslodzi P0 = 10 kG un pamatslodzi konusam P1 = 50 kG (A skala) vai P1 = 140 kG (C skala), lodtei P1 = 90 kG (B skala). Cietbu pc Rokvela metodes mra nosacts vienbs, kas atbilst uzgaa prvietojumam 0,002 mm. To aprina pc das formulas:HR = k (h1 h0 ) c ,

kur: h0 iespieduma dziums (mm) zem slodzes P0; h iespieduma dziums (mm) pc pamatslodzes noemanas, paliekot priekslodzei P0; k pastvgs lielums, kas lodtei ir 0,26, konusveida uzgalim 0,2; c indikatora iedaas vrtba (0,002 mm). Rokvela cietbas skaitlis raksturo uzgaa iespiedumu dziumu starpbu; jo cietks metls, jo starpba ir mazka. Iespiedumu dziumu starpbu automtiski uzrda uz prbaudes aparta indikatora skalas. Rokvela cietbas skaitli apzm ar burtiem HR, pierakstot ar lietots skalas apzmjumu. T, piemram, ja lietota C skala, raksta HRC 64. Visplak lieto C skalu; to izmanto rdtu traudu un cietu virsmas slu cietbas prbaudei. 2.1.5.3. Vikersa metode o cietbas prbaudes metodi lieto plnu detau un plnu virsmas slu cietbas noteikanai. Cietbu nosaka, iespieot prbaudmaj virsm etrstra dimanta piramdu (leis starp skaldnm 136) un izmrot rombisk iespieduma diagonles garumu. Cietbu pc Vikersa nosaka, aprinot attiecbu starp piramdai pielikto slodzi P un iespieduma virsmas laukumu pc das formulas:P HV = = S 2 P sin d2

2 = 1,8544 P , kG , d2 mm 2

kur P piramdai pielikt slodze (5, 10, 20, 30, 50, 100, 120 kG); leis starp piramdas pretjm skaldnm; d vidjais diagonles garums (mm). Slodzes lielumu izvlas atkarb no prbaudm materila biezuma jo plnks materils, jo mazka slodze piramdai jpieliek. Zinot izmrts diagonles garumu, Vikersa cietbas skaitli var noteikt pc tabulm.10

2.2. Materilu elektriskie raksturlielumiMaterilu elektriskajiem raksturlielumiem ir vislielk nozme, jo elektromaterili ekspluatcijas laik ir pakauti stipru elektrisko lauku iedarbbai un materila caursite noved pie iekrtas atteices. 2.2.1. patnj elektrisk pretestba Ikviens elektrotehniskais materils vadtjs, pusvadtjs un pat dielektriis vada elektrisko strvu. Lai novrttu kda materila elektrovadtspju, jnosaka materila patnj elektrisk pretestba. patnjo elektrisko pretestbu, .m, aprina pc formulas:=R ,S l

kur R materila parauga kopj elektrisk pretestba, ; S materila parauga laukums, caur kuru plst strva, m2; l strvas cea garums materila paraug, m. Mrvienba SI sistm ir m. Dareiz patnjo elektrisko pretestbu izsaka ar vienbu .cm (1 cm = 0,01 m). Metla vadtjiem patnj pretestba ir oti maza = 10-8...1.0-6 m. Tas norda uz vadtju 3 materilu lielo elektrovadtspju. 2 Elektrotehnisko materilu patnj pretestba liel mr ir atkarga no 1 temperatras (6. att.).T, C

6. att. Materilu patnjs pretestbas atkarba no temperatras: 1 vadtjiem; 2 pusvadtjiem; 3 dielektriiem.

Pusvadtju materilu patnjo pretestbu vrtbas ir lielkas nek vadtjiem materiliem ( = 10-4...1,0-8 m), bet dielektriiem vl lielkas = 108...1,018 m.

Dielektriu patnjo pretestbu liels skaitlisks vrtbas norda uz o materilu visai niecgo elektrovadtspju. Dielektriiem jievro divas patnjs pretestbas: patnj tilpuma pretestba v un patnj virsmas pretestba s. patnjo tilpuma pretestbu var novrtt pc dielektria elektrisks pretestbas, ja caur dielektrii plst strva. patnjo virsmas pretestbu var novrtt pc dielektria pretestbas, ja strva plst pa dielektria virsmu. patnjo virsmas pretestbu mra omos ( ). Skaitliski s vrtbas vienmr ir mazkas par v vrtbm (ts ir 109 ... 1016 ).11

Vadtajiem materiliem un pusvadtjiem mra tikai kopjo patnjo pretestbu , jo iem materiliem neizir tilpuma un virsmas strvas. patnjs pretestbas temperatras koeficients ap ir raksturlielums, ar kuru var novrtt materila patnjs elektrisks pretestbas izmaias, mainoties t temperatrai. Liners patnjs pretestbas izmaias aprina pc formulas: =

2 1 1 (t 2 t1 )

,

kur 1 materila patnj elektrisk pretestba skuma temperatr; 2 materila patnj elektrisk pretestba temperatr T2. No 5. attla var secint, ka vadtjiem materiliem > 0. Tas norda uz elektrisks pretestbas palielinanos, palielinoties vadtja materila temperatrai. Pusvadtjiem un dielektriiem < 0, kas norda uz pretestbas samazinanos, paaugstinoties o materilu temperatrai. Paaugstinoties temperatrai, metlu patnj pretestba palielins. Tas izskaidrojams ar elektronu kustguma samazinanos temperatras paaugstinans rezultt palielins rea mezglu jonu termisks svrstbu kustbas intensitte un amplitda, kas kav elektronu dreifu pretji elektrisk lauka virzienam, t. i., samazina elektronu brv noskrjiena garumu. Metlam izkstot, paa iemesla d elektrovadtspja lcienveid samazins. Daudziem triem metliem, paaugstinot temperatru no vrtbm, kas nedaudz prsniedz absolto nulli, ldz kuanas temperatrai tku, patnj pretestba palielins gandrz lineri. Temperatru pazeminot ldz absoltajai nullei, metlu patnj pretestba kst vienda ar nulli, jo rea termisks svrstbas pilngi izzd, td elektronu brv noskrjiena garums un kustgums kst neierobeoti lieli. Visiem sakausjumiem un ar daiem triem metliem (piemram, dzelzij) patnjs pretestbas atkarba no temperatras ir saretka. patnj elektrisk pretestba vairumam metlu krasi palielins, prejot no cieta stvoka idr. Piemram, varam izkstot t palielint apmram 2,4 reizes. Specifiski efekti veidojas, ja ir kontaktu temperatru atirbas elektrisk d, kas sastv no dadiem virkn saslgtiem vadtjiem materiliem, jo aj gadjum rodas pirmspriegums jeb elektrodzinjspks. o pardbu sauc par Zbeka termoelektrisko efektu, bet raduos pirmspriegumu par termopirmspriegumu (termo-EDS). Zbeka efekts izskaidrojams ar to, ka brvo elektronu saistba dados materilos ir atirga. Ja metls atrodas vakuum vai gais, elektronu gzes spiediena d daa elektronu difund apkrtj vid. T rezultt starp metlu un apkrtjo vidi rodas potencilu starpba, jo metls uzldjas pozitvi. Potencilu starpbai palielinoties, metls sk arvien stiprk pievilkt difundjuos elektronus, ldz iestjas12

dinamisks ldzsvars starp elektronu difziju un atgrieanos metl. Potencilu starpbu, kas atbilst ldzsvara stvoklim, sauc par attiecg metla potencilu. 2.2.2. Dielektrisk caurlaidba Zinot dielektrisko caurlaidbu r, var novrtt dielektria spju veidot elektrisku kapacitti. K zinms, divu metla kljumu veidota plakana kondensatora kapacitte C ir tiei proporcionla dielektriskas caurlaidbas lielumam r:C=

0 r Sh

,

kur h atstatums starp kljumiem (dielektria biezums), m; S kondensatora viena kljuma laukums, m2; 0 elektrisk konstante (0 = 8,85418-10-12 F/m) r dielektrisk caurlaidba (bez vienbas). Dielektrisko materilu dielektrisk caurlaidba ir atkarga no polarizcijas procesu intensittes, kuri norisins dielektrios tiem pielikt sprieguma ietekm. Izir etrus galvenos dielektriu polarizcijas veidus: elektronu polarizciju, dipolu polarizciju, jonu polarizciju un domnu polarizciju. Elektronu polarizcija ir elastga elektronu avalku nobde attiecb pret kodolu dielektria atomos (vai jonos). Elektronu polarizcija noris bez izmuma visos dielektrios. Dipolu polarizcija ir polro molekulu (dipolu) pagrieans. o polarizcijas veidu novro tikai polriem organiskiem dielektriiem, kas sastv no polrm molekulm, kurm ir elektrisks moments. Dielektrius, kuru molekulm elektrisku momentu nav, sauc par nepolriem dielektriiem. T k nepolros dielektrios viengais polarizcijas veids ir elektronu polarizcija, tad o dielektriu dielektrisk caurlaidba nav liela r = 1,0 2,2. Polriem dielektriiem polarizcijas intensitte ir lielka nek nepolriem dielektriiem, jo ajos dielektrios darbojas divi polarizcijas veidi: dipolu polarizcija un elektronu polarizcija. Tpc polro dielektriu dielektrisk caurlaidba ir lielka nek nepolro dielektriu caurlaidba (r = 3 8). Jonu polarizcija ir elastga jonu nobde no sava ldzsvara stvoka T raksturga daiem neorganiskajiem dielektriiem (vizlai, elektrokeramikai). Polarizcijas procesa intensitte jonu dielektriiem ir liela, tpc to dielektrisk caurlaidba ir 8 20 un lielka. Domnu polarizcija novrojama paai dielektriu grupai, kurus sauc par segnetoelektriiem. Tipisks s dielektriu grupas prstvis ir segneta sls NaKC4H4O64H2O.13

Segnetoelektrios ir apgabali (domni) ar orienttiem dipoliem. Pievienojot spriegumu, segnetoelektri skas intensvs domnu polarizcijas process. Tas izpauas k dipolu pagrieans segnetoelektria domnos elektrisk lauka spku ietekm. Vienlaikus segnetoelektri norisins ar jonu un elektronu polarizcijas procesi. Segnetoelektriu dielektrisks caurlaidbas vrtba sasniedz 1500 4500 un vairk. Dielektrisko materilu dielektrisk caurlaidba mains atkarb no temperatras, pielikt sprieguma frekvences un citiem faktoriem. 2.2.3. Dielektrisko zudumu lea tangenss Ja metla vadtja gabalu vienreiz piesldz ldzspriegumam, bet otrreiz maispriegumam, kura efektv vrtba vienda ar ldzspriegumu, tad enerijas zudumi abos gadjumos ir viendi, ttad P~ = P-. Ja o pau minjumu izdara ar polru organisku dielektrii, tad enerijas zudumi maisprieguma gadjum daudzkrt prsniedz enerijas zudumus ldzsprieguma gadjum, ttad P~ P-. Aktvs jaudas zudumus dielektri sauc par dielektriskajiem zudumiem. Aktvs jaudas zudumu dielektri (mrvienba W), ja tam pieslgts ldzspriegums, aprina pc formulas P = U I, kur I caur dielektrii plstos strvas stiprums, A; U dielektriim pieliktais ldzspriegums, V. Maisprieguma gadjum dielektriskos zudumus aprina pc formulas:Pa = U 2 2 f C tg ,

kur U dielektriim pieliktais maispriegums, V; f frekvence, Hz; C dielektria (izolcijas) kapacitte, F. No izteiksmes izriet, ka noteikta sprieguma U, frekvences f un dielektria kapacittes C gadjum aktvie zudumi taj ir atkargi no lieluma tg. Gzveida dielektriim tg = 10-6 ... 10-5, tpc gzveida dielektrius (gaisu u.c.) izmanto etalonkondensatoros. Labkajiem idrajiem un cietajiem dielektriiem tg = (2 6)-10-4, bet prjiem tg = 0,002 ... 0,05. Ldz ar to tg dielektrios raksturo enerijas zudumus. is lielums oti atkargs no dielektria temperatras. Nepolr dielektri tg palielinanos un ttad ar enerijas zudumu palielinanos taj izraisa caurpldes strvas palielinans. Dielektriim uzsilstot, brvo jonu koncentrcija pieaug un t

14

rezultt caurpldes strva palielins. 2.2.4. Elektrisk izturba Elektrisk izturba Ec ir elektrisk lauka intensittes lmenis, kuru sasniedzot notiek caursite dielektri izveidojas strvu vados kanls ar lielu vadtspju. Dielektria elektrisko izturbu (mrvienba SI sistm MV/m), aprina pc formulas:

Ec =

Uc h

,

kur Uc caursites spriegums, kuru sasniedzot notiek dielektria caursite, kV; h dielektria biezums caursites viet, mm.

2.3. Materilu termiskie raksturlielumiZinot termiskos raksturlielumus, var novrtt materilu ekspluatcijas noslodzes iespjas. Tam ir svarga nozme, jo lielk daa materilu elektriskajs mans un apartos atrodas paaugstint temperatr. Turmk ir paskaidroti galvenie termiskie raksturlielumi. 2.3.1. Kuanas temperatra Kuanas temperatra (tku) ir raksturga kristliskas struktras materiliem, kas noteikt temperatr priet no cieta stvoka idr stvokl. Materili ar kristlisku struktru ir praktiski visi metli, daa pusvadtju un dai dielektrii. 2.3.2. Mksttapanas temperatra Mksttapanas temperatra ir raksturga vielm ar amorfu struktru vielas, kuram struktras elementi nav sakrtoti kristlisk re, bet izvietoti haotiski (sveiem, bitumeniem u. c). iem materiliem preja no cieta stvoka idr stvokl nenotiek stingri noteikt temperatr, bet gan kd temperatru intervl. Tpc amorfos materilus raksturo ar nosactu mksttapanas temperatru, kuru sasniedzot materils kst viskozi plstos. Materilu nevar lietot temperatr, kas tuva t mksttapanas temperatrai, jo tad tas kst mksts un var plst.

15

2.3.3. Siltumizturba4 5 7

6

3

5 P 2 9

1

Siltumizturba ir raksturlielums, ar kuru var novrtt, k dielektriis iztur slaicgu sasilanu. Siltumizturbu nosaka Martensa apart (7. att.) paraugiem, kas izveidoti k 120 mm gari stieni ar 10x15 mm rsgriezumu. Kameru silda ar elektriskajiem stieples sildelementiem. Parauga stiena augjam galam uzbda trauda spaili 2, kam pievienots stienis ar slogu 3. Uz stiea brv gala balsts tievs trauda stientis ar rdtju 4. Slogu 3 uz stiea novieto ar tdu aprinu, lai lieces spriegumi stiena bstamaj rsgriezum

btu 5 MPa. Martensa apart vienlaikus ievieto trs materila paraugus, novietojot starp tiem divus termometrus 7. Izmantojot termoregulatoru, temperatru termostat paaugstina ar trumu 50 K/h. Sildanas un lieces momenta vienlaicgas iedarbbas rezultt paraugi sk deformties izliekties. Stiea brvais gals ar slogu 3 un rdtjs 4 prvietojas uz leju. Stiea 5 gala prvietoans lielumu fiks rdtjs 2 uz milimetru skalas 3. Par siltumizturbu, kas noteikta pc s metodes, pieem temperatru, kuru sasniedzot, parauga deformcijas rezultt rdtjs 2 uz skalas prvietojas uz leju par 6 mm. Temperatras vidjo aritmtisko lielumu aprina pc divu termometru rdjumiem, vienlaikus prbaudot trs dot materila paraugus. T, piemram, polistirola siltumizturba pc Martensa ir 75 80 C, bet getinaksa siltumizturba 150 170 C. 2.3.4. Termoizturba Termoizturba ir dielektrisk materila spja ilgstoi izturt paaugstintu temperatru, nepieaujami nepasliktinoties t pabm. Elektroizolcijas materilus pc termoizturbas iedala ds klass (1. tabula). Pie Y klases pieder organiskie dielektrii: dau marku polistirols un polietilns; epiescintie iedrie materili: kartoni, papri, kokvilnas materili, dabiskais zds u.c. Pie A klases pieder ar piescinanas materiliem piescinti papri, kartoni, kokvilnas un zda materili, k ar lakaudumi, daudzas plastmasas, getinakss, tekstolts u.c. Pie B klases pieder tdi materili k lavsna plves un iedra, stikla tekstolts uz rezolsveu E klases pieder lmtie vizlas materili (mikanti), vairki stikla iedras16

materili ar termoreaktvu saistvielu un daas plastmasas ar neorganisku pildvielu. 1. tabula Elektroizolcijas materilu termoizturbas klases Termoizturbas klase Y A E B F H C Maksimli pieaujam darba temperatra, o C 90 105 120 130 155 180 Virs 180

Pie F klases pieder materili, kuru pamat ir vizla, azbests un stikla iedra, kasmti vai piescinti ar termoizturgm saistvielm epoksdlakm u. c). Pie H klases pieder silcijorganisks lakas, ka ar materilu kompozcijas, kas sastv no vizlas un stikla iedras un salmtas ar silcij organiskiem sveiem un lakm. Pie C klases pieder galvenokrt neorganiskas izcelsmes dielektrii (elektrokeramika, stikli, vizla bez organiskas izcelsmes lmjoiem vai piescinoiem sastviem u. c.). No organiskiem lielmolekulriem dielektriiem pie s klases pieder fluoroplasts-4 un poliimdi. idriem dielektriiem aukstumizturbu nosaka pc sacietanas temperatras, kuru sasniedzot tie kst cieti. Temperatru, kur, saskaroties ar atkltu liesmu, uzliesmo tvaiki un gzes, kas rodas, sildot noteikta tilpuma iedru dielektrii, sauc par tvaiku uzliesmoanas temperatru. 2.3.5. Aukstumizturba Par materla aukstumizturbu sauc t spju izturt zemu temperatru iedarbbu, btiski nepazeminot t mehnisks pabas. Zem temperatr elastgie un lokanie dielektriskie materili (gumijas, plastmasas, lakas plves u.c.) saplais vai zaud lokanbu. Btiskk no aukstuma iedarbbas sekm ir materila trauslums zems temperatrs. Materila elastbu zems temperatrs prbauda specil aukstuma kamer (kur tiek uzturtas zemas temperatras), saliecot 1,5 mm plksnti 90 grdu lei vai ar 0,5 mm biezu plksnti attiecgi 180 grdu le. Pakpeniski kamer tiek17

pazeminta temperatra un par aukstumizturbas robeu tiek uzskatta zemk temperatra, pie kuras plksnts vl nepards plaisas. 2.3.6. Siltumvadtspja Ar siltumvadtspju raksturo prvadts siltuma enerijas plsmu caur noteikta biezuma materila plksni uz vienu ts laukuma vienbu. Siltumvadtspjai ir btiska loma iekrtu (ts elementu) normlu dzesanas apstku nodroinanai. Metliem ir izteikta kolercija starp siltumvadtspju un elektrovadtspju, piemram, varam ir izcila siltumvadtspja un ar elektrovadtspja. Dielektriiem siltumvadtspja ir daudzkrt mazka, saldzinot ar metliem, pie kam t vl krasi samazins, ja materiliem ir gzu poru ieslgumi. Specilas uzputotas plastmasas ar zemu siltumvadtspju (piemram, putu polistirolu) izmanto k siltumizoljou materilu. 2.3.7. Termisk izpleans Praktiski visi materli sasilstot izpleas un du pardbu sauc par termisko izpleanos. Termisks izpleans koeficienti ir atrodami specils rokasgrmats. Noteikts, ka metliem pastv kolercijas sakarba starp liners izpleans koeficientu un kuanas temperatru. Jo augstka ir metla kuanas temperatra, jo mazks t liners izpleans temperatras koeficients. Termisks izpleans (jeb liners izpleans) koeficients jievrt, piemram, aprinot vadu nokari pie maingm vasaras un ziemas temperatrm. 2.3.8. Siltumabsorbcija Siltumabsorbcija ir materla spja sasilstot uzemt noteiktu daudzumu siltuma enerijas, kas tiek atdota apkrtj vid, ja materilu atdzes. di materili ir izturgki pret straujm elektrisks strvas izmaim, piemram, sslguma strvm.

18

2.4. Fizikli miskie raksturlielumi Materilu svargas pabas ir spja ekspluatcijas laik izturt daudzveidgas rjo faktoru iedarbbas. Materilu spju darboties noteikt vid var novrtt zinot to fizikli misks pabu skaitliskos izteiksmes raksturlielumus. 2.4.1. Skbes skaitlis Par skbes skaitli sauc klija hidroksda (KOH) miligramu skaitu, kas nepiecieams brvo skbju neitralizcijai vien gram idra dielektria. Jo lielks skbes skaitlis, jo vairk brvo skbju ir idraj dielektri un ttad lielka ir t vadtspja, tpc, ka skbes elektrisk sprieguma ietekm viegli sadals jonos. Bez tam skbes norda iedru elektroizolcijas materilus (papru, kokvilnas aptinumu u. c), ar kuriem idrais dielektriis saskaras. 2.4.2. Viskozitte Viskozitte ir iekjs berzes koeficients, idruma daim relatvi prvietojoties. Ja viskozitte ir liela, idrums ir biezs un t daias ir mazkustgas; ja viskozitte maza, idruma daias ir kustgas, t. i., idrumam raksturga laba plstamba. No viskozittes ir atkarga idro dielektriu piescinanas spja. Jo mazka piescinanas materilu (laku, kompaundu) viskozitte, jo labk to daias iespieas tinumu iedrains izolcijas pors. Viskozittei palielinoties, idro dielektriu piescinanas spja samazins. Lai novrttu idruma iekjs berzes koeficientu, nosaka kinemtisko viskozitti un nosacto viskozitti (kinemtisko viskozitti mra m2/s, bet nosacto viskozitti sekunds). Temperatrai paaugstinoties, visu idrumu viskozitte samazins. Tas izskaidrojams ar savstarpjs iedarbbas spku samazinanos starp idruma daim. 2.4.3. densabsorbjamba densabsorbjamba ir raksturlielums, ar kuru var novrtt dielektria spju izturt dens iedarbbu, kas, iespieoties materila pors, pasliktina t elektriskos raksturlielumus. densabsorbjambas noteikanai cieto dielektriu paraugus vispirms nosver, bet pc tam iegremd trauk ar deni istabas temperatr. Pc 24 stundm (materiliem ar mazu densabsorbjambu to nosaka paraugiem, kas atraduies den 48 vai 72 stundas) paraugus no dens izem un vlreiz nosver. Materila densabsorbjambu W procentos aprina pc formulas:

19

W=

m2 m1 , m1

kur m1 izvta materila parauga masa, g; m2 materila parauga masa pc 24 stundu atraans den, g. 2.4.4. Tropisk izturba Tropisko izturbu nosaka elektroizolcijas materiliem, kas paredzti elektroiekrtm, kuras darbojas tropisk klimata apstkos. Elektroizolcijas materili, kas nav aizsargti ar hermtiski slgtiem avalkiem, tropu apstkos pakauti dm iedarbbm: augstai apkrtj gaisa temperatrai (4555 C); krasm temperatras izmaim diennakts laik (ldz 40 K un vairk); mitr tropisk klimat lielam gaisa relatvajam mitrumam (90-95 %); saules radicijai (liels gaismas plsmas un siltuma plsmas blvums); peljumsu (mikroorganismu) iedarbbai, kuras saboj daudzus organiskas izcelsmes izolcijas materilus; kukaiiem un grauzjiem, kas saboj elektroizolciju atklta tipa elektroiekrts; gaisam, kas satur sus un putekus. Mintie faktori postoi ietekm tdus organiskos materilus k kokvilnas un zda audumi, k ar daudzas plastmasas ar koka miltu pildjumu. os materilus var lietot tikai tad, ja tie ievietoti hermtiski slgtos avalkos vai ar aizsargti ar biezu tropiski izturga kompaunda (epoksdsveu un citu tipu kompaundu) krtu. Pret tropisko apstku iedarbbu visizturgkie ir neorganiskas izcelsmes materili elektrokeramika, bezsrmu stikls u. c. Liela izturba pret tropisko apstku iedarbbu raksturga daudziem organiskas izcelsmes sinttiskajiem dielektriiem (fenolformaldehdsveiem, epoksdsveiem, polivinilhlordam, silcijorganiskajiem sveiem, fluoroplastiem un plastmasm uz to bzes ar neorganiskm pildvielm: stikla iedru, azbesta iedru, kvarca miltiem, k ar lakm, emaljm un kompaundiem uz o sveu bzes). Dielektrisk materila vai izstrdjuma tropisko izturbu nosaka ar specilm prbaudm.

20

Kontroljautjumi 1. Kdi ir materilu galvenie mehniskie raksturlielumi? Nosauciet to vienbas. 2. Kdus parametrus nosaka paraugam pie prbaudes stiep? 3. K nosaka materilu triecienstigrbu? Nosauciet t mrvienbu. 4. Kdi ir materilu galvenie elektriskie raksturlielumi? Nosauciet to vienbas. 5. K mains dielektriu, pusvadtju un vadtju patnj elektrisk pretestba atkarb no temperatras? 6. Nosauciet materilu termiskos raksturlielumus. 7. Ar ko atiras materila siltumizturba no materila termoizturbas? 8. Kas ir aukstumizturba un k to nosaka? 9. Kas ir skbes skaitlis un k to nosaka? 10. Kdi parametri nosaka materila tropisko izturbu?

21

3. Dielektriskie materiliDielektriskos materilus pc to agregtstvoka var iedalt gzveida, idrajos un cietajos dielektrios. Visstabilkie parametri atirgos ekspluatcijas apstkos ir cietajiem dielektriiem, tomr ir iekrtas, kur nepiecieams izmantot gzveida un idro dielektriu specifisks patnbas (dzesanas spjas, plsma k kintisks enerijas avots u.c.). 3.1. Gzveida dielektrii Izplattks elektrotehnik pilietojams dielektrisks gzes ir gaiss, slpeklis, deradis, ogskb gze un elegze. Gzu caursite notiek elektrisk lauka spriegumam sasniedzot noteiktu vrtbu (8. att.).I

8. att. Elektrisk strva gzs atkarb no sprieguma uz elektrodiem.C

Elektrisk izturba parasti samazins, palielinoties dielektria biezumam un paaugstinoties temperatrai. Tipiski elektrodi, starp kuriem veidojas nehomogni elektriskie lauki, ir smaile 140 plakne, smailesmaile un daudzi citi. Smailes + Uc tuvum spka lniju koncentrcija ir oti liela, (kV) tpc te ir oti liela elektrisk lauka intensitte, 100 kas var izraist gzu triecienjonizciju. Pakpeniski attlinoties no smailes plaknes + 80 virzien, spka lniju blvums samazins; ttad samazins ar elektrisk lauka intensitte. 60 Vienlaikus samazins ari ts jonizjo 40 iedarbba uz gzes daim. Gzu caursiti - + nehomogn lauk oti ietekm elektrodu 20 polaritte. Viena un t paa biezuma gzes sla 0 caursites spriegums gadjum, ja smaile 2 4 6 h 10 uzldta pozitvi (plksne uzldta negatvi), ir (cm) 9. att. Gzu elektrisk caursite ievrojami mazks nek tad, ja smailei ir dadas formas un polarizcijas negatvs ldi (9. att.). elektrodiem Tas izskaidrojams ar plazmas (pilngi joniztas gzes) apgabala veidoanos pieI II III U

22

smailes un t izplatanos negatvi uzldts plksnes virzien. Rezultt smaile it k izaug cauri gzes slnim, t sasinot dzirksteveida izldes ceu. Gzes caursitei d gadjum vajadzgs samr zems spriegums. Ja smaile uzldta negatvi, caursites spriegums ir augstks nek tad, ja smaile uzldta pozitvi. Gaisa caursites spriegums starp divm smailm ir lielks nek pozitvi uzldtas smailes un plaknes gadjum. Tas izskaidrojams ar to, ka starp divm smailm elektriskais lauks ir mazk nehomogns. Lai novrstu elektrisks koronas raanos un paaugstintu gzveida dielektriu caursites spriegumu, elektrodu ass malas cenas noapaot vai nosegt ar liela diametra metla aizsargavalkiem (ekrniem). Iepriek aplkotas caursites pardbas gzs, kurs nav cietu dielektriu. Praks biei novrojama virsmas caursite jeb gzes caursite uz robevirsmas ar cietu dielektrii. K piemru var mint porcelna izolatoru virsmas dzirksteprklanos. T ir gaisa sla caursite pa cieta dielektria virsmu. Visos virsmas caursites gadjumos caursites spriegums ir mazks par caursites spriegumu td pa attlum gz. 3.2. idrie dielektrii idros dielektrius plai lieto elektrotehniskajs ietaiss. Ar tiem piepilda spka transformatorus, reaktoru, eas sldu, kondensatoru, kabeu un citu elektroiekrtu elementu iekjo telpu. idrie dielektrii, ja tos iepilda elektroiekrts vakuum, labi piescina materilus, ievrojami palielinot to elektrisko izturbu. idrie dielektrii labi aizvada ar siltumu, piemram, no transformatoru tinumiem uz tvertnes aukstajm sienm. Jaudas sldos idrais dielektriis ne vien izol strvu vados daas,bet ar darbojas ar k vide, kas dz elektrisko loku. 3.2.1. Naftas eas Naftas elektroizolcijas eas iegst no naftasprstrdes produkta solreas, kas iztvaiko 300 ... 350 C temperatr. Solreu pakpeniski apstrdjot ar srskbi un srmu, no ts atdala miski nestabilos savienojumus. Pc tranas, vanas un neitralizanas iegst elektroizolcijas eas transformatoriem, konden latoriem un kabeiem. Kondensatoreas un kabeeas ir trkas saldzinot ar transformatorem, tpc to elektriskie raksturlielumi ir labki. Naftas eu miskais sastvs ir atkargs no naftas sastva. Visas naftas elektroizolcijas eas ir naftnu, parafnu un aromtisks rindas ogderau maisjums. Naftnu ogderai ir noslgtas gredzenveida struktras ogleka un deraa savienojumi ar snu virknm. Tos dakrt sauc ar par cikliskajiem ogderaiem. Molekulu dtes var bt dada garuma atkarba no sava starp savienoto ogleka atomu skaita. Parafnu rindas ogderaiem raksturga liela misk

23

stabilitte, t. i., tie ir izturgi pret oksidanos. Aromtiskie ogderai ar ir cikliski ogleka un deraa savienojumi, kas izturgi pret oksidanos. Noskaidrots, ka o ogderau atdalana no elektroizolcijas em izraisa eas trku oksidanos. Tomr prk liels aromtisko ogderau daudzums eas sastva pazemina tas tvaiku uzliesmoanas temperatru un veicina nogulu veidoanos. T rezultt pasliktins eas elektriskie raksturlielumi. Aromtisko ogderau daudzums eas sastv neprsniedz 10 ... 12 %. Naftas elektroizolcijas eu sastv ietilpst ar citi komponenti - organisks skbes, svevielas, divvrtg sra savienojumi un nedaudz nepiestinto ogderau, kas viegli oksidjas. Lielus naftas elektroizolcijas eu daudzumus izmanto spka kabeos ar papra izolciju. Pc viskozittes kabeeas iedala 1) mazviskozs es MH-2; 2) vidji viskozs es C-110 un C-220; 3) viskozs es. Mazviskozo eu MH-2 lieto zemspiediena vai vidja spiediena (ldz 0,3 MPa) ar eu pildtajos kabeos. Maz eas viskozitte dos kabeos nepiecieama, lai nodrointu izolcijas piescinanu ar eu pa samra aurajiem kanliem jebkur ekspluatcijas temperatra. Vidji viskozs eas C-110 un C-220 paredztas ar eu pildtu augstsprieguma (110 kV un vairk) kabeu piepildanai un piescinaanai ar spiedienu apmram 1,4 MPa. o eu sastv nav aromtisko ogderau un svevielu. Ts ir tehniski tri naftnu un parafnu ogderau maisjumi, tpc to elektriskie raksturlielumi ir visai stabili. Pau viskozko eu lieto ldz 35 kV sprieguma kabeiem ar papra, izolciju. To piescinanas idr viela ir naftas ea, kur izdints kolofonijs. idra izolcija dos kabeos neatrodas zem spiediena, un piescinanas eas liel viskozitte novr ts prtecanu kabel, ja tas novietots vertikli vai slpi. Ekspluatcijas proces visas eas saskaras ar elektroiekrtu metla dam, k ari pakautas paaugstintas temperatras un elektrisk lauka iedarbbai. Das elektroiekrts ea saskaras ar gaisu. Visi uzskaittie faktori izraisa eas novecoanu (ts pamat ir eas oksidans). Novecoanas proces e veidojas cieti, sveveidgi piemaisjumi, kas daji var st karst e. ie piemaisjumi nogulsnjas uz transformatora tinumiem un citm t dam, apgrtinot siltuma aizvadanu no sakarsuajm dam. E izduie piemaisjumi ievrojami pasliktina eas elektrisks pabas. Novecoanas proces e veidojas skbes un mitrums, kas krasi pazemina izolcijas kvalitti transformatoros, kabeos un cits elektroietaiss. Lai aizkavtu eas novecoanu, tai pievieno vielas, kas aizkav oksidanos, inhibitorus. Inhibitoru piedevas tomr pilngi nevar pasargt eu no novecoanas. Tpc elektroizolcijas eas juzglab un jtransport saus tar, jprskn tikai pa triem metla cauruvadiem (nevis gumijas tenm, kas stot piesro eu).

24

Ekspluatcijas proces jraugs, lai e neiektu gaiss un mitrums. Ar eu pildto apartu vkiem jbt blvi noslgtiem un apgdtiem ar konservatoriem, t.i., papildtvertnm. Dareiz transformatoros brvo telpu virs eas lmea piepilda ar inertu gzi, piemram, slpekli, kas pasarg eu no oksidans. Neskatoties uz visiem paskumiem aizsardzbai pret eas novecoanu, t tomr oksidjas, un ar laiku e uzkrjas cieti un idri oksidans produkti un dens. Tpc ekspluatcij eso ea laiku pa laikam jattra no piemaisjumiem un dens, lai atjaunotu ts pabas. Ir zinmi vairki attranas pamieni. deni no eas var atdalt, eu karsjot ldz dens viranas temperatrai un deni iztvaicjot. T k eas karsana gaisa kltbtn veicina novecoanu, eu v pas vakuumiekrts. Cietos piemaisjumus no eas var atdalt ar centrifgu. Ciets daias, kuru blvums lielks nek eai, tiek atsviestas pie centrifgas sienm un aizvktas projm. No idrajiem dielektriiem attrt deni un ciets daias var ar ar filtrspiedni, izspieot caur to sasildtu izolcijas idrumu ar spiedienu 0,3 ... 0,5 MPa. Izejot caur veselu filtrjam kartona rssienu sistmu, ciets netrumu daias paliek uz kartona plku virsmas, mitrums absorbjas kapilru sienis, bet caur kapilriem izplst attrts un izvts idrais dielektriis. Ja ea ir stipri novecojusi un ts skbes skaitlis prsniedz 0,4 mg KOH/g, t jreener. Ir zinmi vairki eas reenercijas pamieni. Sevii stipri oksidjus un novecojuas eas reener pc skbes-srmzemju metodes. aj gadjum reenerjamai eai pievieno 0,5 ... 2 % srskbes. Skbe saista visus nestabilos savienojumus, prvrot tos par skbo gudronu. Pc nostdinanas eu apstrd ar srmu, lai neitraliztu organisks skbes un srskbes atliekas. Pc tam eu mazg ar destiltu deni, apstrd ar adsorbentiem un pc tam filtr ar filtrspiedni vai ar centrifug. 3.2.2. Sinttiskie idrie dielektrii Naftas elektroizolcijas eu trkumi ir to degtspja, samr zem tvaiku uzliesmoanas temperatra un maz dielektrisk permeabilitte (kondensatoros). ie trkumi nepiemt sinttiskajiem idrumiem, kas sastv no hlortajiem ogderaiem. o dumu tipisks prstvis ir sovols. Sovolu iegst, hlorjot izkaustu kristlisku vielu difenilu H5C6C6H5. Caur izkaustu difenilu katalizatoru (alvas, dzelzs u. c.) kltbtn lai hloru. Aizvietoanas reakcij difenila molekul deraa atomus aizstj hlors. Aizvietojot vairk par etriem deraa atomiem, iegst eai ldzgu produktu. Sovola molekul ar hloru aizvietoti pieci deraa atomi C13H2C6C6H3C12. T k sovola molekulas ir nesimetriskas, tad ts ir polras, un tpc sovols ir polrs dielektriis. Sovolam ir liela dielektrisk cauraidba (r = 5,2), tpc tas palielina papra kondensatoru kapacitti;

25

papru piescinot, izzd gzu ieslgumi, tpc palielins ar dielektria elektrisk izturba. iemesla d sovolu lieto papra piescinanai papra kondensatoros. Sovola tg vrtba ir nedaudz lielka nek naftas em; t elektrisk izturba ir tuva naftas izolcijas eu elektriskajai izturbai. Sovols ir nedegos, un t ir sovola galven priekrocba saldzinjum ar naftas em. Tomr tam ir btiski trkumi, kas ierobeo t lietoanu. Sovola sastinganas temperatra ir 5 C. Bez tam sovols ir oti viskozs. T viskozitte 40 C temperatr ir apmram 290-10-6 m2/s, bet naftas eai t ir 30-10-6 m2/s. Tpc papru nevar piescint istabas temperatr, bet sovols juzsilda ldz 50 C temperatrai. Liels trkums ir sovola toksiskums (indgums), ko izraisa hlora atomi sovola molekul. Tpc sovols neuzliesmo, bet t tvaiki, kaut ar uzliesmo, tomr paa idruma deganu neizraisa. Ievrojams sasniegums idro sinttisko dielektriu nozar bija silcijorganisko idrumu ieganas metodes izstrdana. Tiem raksturga oti zema sasalanas temperatra (-60 C), elektrisko raksturlielumu stabilitte pla temperatru intervl, k ar liela izturba pret oksidanos. Viens no plai lietotiem silcijorganiskiem idrumiem ir polietilsiloksana idrums. Vl jatzm, ka visi elektroizolcijas idrumi ir visai higroskopiski; mitrums un piemaisjumi krasi pasliktina to elektriskos raksturlielumus (10. att.). Elektroizolcijas idrumi juzglab hermtiski noslgtos traukos. 22 Ekspluatcij esoos idros dielektrios E bez jonu elektrokondukcijas vl novro ar MV m moljonu kondukciju. Ts pamat 11 65 C elektriski uzldtu kolodu daiu 14 prvietoans. Dielektrisko zudumu lea tangensa pieaugums tiek novrots 10 paaugstinoties idro dielektriu 25 C temperatrai. Attrta idra dielektria tg 6 pieaugums ir daudz mazks nek dielektriim, kas jau bijis ekspluatcij. 2 Tas izskaidrojams ar attrta dielektria 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0.01 ievrojami mazku elektrovadtspju. dens saturs,% idro dielektriu elektrisk 10. att. Transformatoru eas izturba liel mr ir atkarga no tajos elektrisk caursites spriegums suspendtm dens, svevielu vai citu atkarb no dens satura. polru piemaisjumu kolodajm daim. Polrs dens vai svevielu daias elektrisko spku ietekm sakrtojas du veid; daias, strvai plstot, sakarst, iztvaiko un veido gzu kanlus, pa kuriem tad notiek idr dielektria caursite. dens piejaukumu daudzumam palielinoties, idr dielektria elektrisk izturba stipri samazins. Temperatrai paaugstinoties, daa

26

dens vai svevielu kolodo daiu izst, tpc vadtja kanla izveidoans idr dielektri ir apgrtinta. Ldz ar to dielektria elektrisk izturba palielins. Ldzgi dens kolodajm daim izturas ar gzu burbuli. Ja tie ir polarizti, tad elektrisko spku ietekm veido gzes kanlu starp elektrodiem, kuriem pieslgts spriegums. Caursite ar aj gadjum notiek gzes kanl. Ja idrie dielektrii satur gaisu vai citas gzes, tad to elektrisk izturba ir oti atkarga no spiediena. Atgzta idra dielektria elektrisk izturba no spiediena atkarga daudz mazk. idro dielektriu elektriskos raksturlielumus var uzlabot, rpgi attrot no tiem mitrumu un dadus piemaisjumus, k ar tos atgzjot, t.i., izdarot idro dielektriu vakuumapstrdi.

Kontroljautj umi 1. Nosauciet elegzes izmantoanas priekrocbas un trkumus saldzinot ar citiem gzveida dielektriiem? 2. Kdas trs zonas var izirt gzu caursites diagramm? Paskaidrot katras zonas btbu. 3. Kdi faktori ietekm gzu caursiti starp diviem elektrodiem? 4. Kdas ir deraa k gzes priekrocbas un trkumi saldzinot ar citm elektrotehnik izmantojamm gzm? 5. Kdas ir svargks gzveida un idro dielektriu pabas elektrotehnik? 6. Kdas ir btisks atirbas ir starp naftas em un sinttiskajiem idrajiem? 7. K dens saturs ietekm idro dielektriu elektrisko izturbu? 8. Kdi ir idrumu oksidcijas samazinanas pamieni idrajiem dielektriiem? 9. Kpc jveic transformatoru eu reenercija? Kdas metodes iespjams izmantot? 10. Kdas ir btisks priekrocbas un btiskkie trkumi idrumiem un gzm k elektrotehniskajiem materiliem saldzinot ar cietajiem materiliem?

27

3.3. Cietie dielektrii3.3.1. Minerlu dielektrii Pie plai lietotiem minerlu dielektriiem pieder azbests un azbestcements. Azbests ir dabisks minerls ar raksturgu iedrainu struktru. iedras viegli saeamas atsevis sks iedris, kuru diametrs neprsniedz milimetra tkstodaas, bet garums daus centimetrus. Dadu elektroizolcijas materilu (papru, diedziu, lenu, kartonu) izgatavoanai galvenokrt izmanto hrizotilazbestu 3MgO-2SiO2-2H2O jeb magnija siliktu. Azbesta iedras neuzsc mitrumu, bet dens ts slapina. Higroskopiskuma un dadu piemaisjumu d azbesta materilu (papru un audumu) elektrisks pabas ir sliktas (Ec = 1 ... 2 MV/m). Azbesta galvenie raksturlielumi: blvums 2500 kg/m3; st = 30 ... 40 MPa. Azbesta galvens priekrocbas ir t termoiztuba un nedegamba. Apmram 1450 C temperatr azbests kst. Azbesta darba temperatra neprsniedz 450 C. Temperatr virs 450 C no azbesta sk izdalties miski saisttais dens un azbesta iedra zaud mehnisko izturbu. No azbesta iedrm gatavo 0,2 ... 1 mm biezu elektroizolcijas papru un 2 ... 10 mm biezus kartonus, k ar ptas azbesta auduma lentes, pievienojot apmram 30 % kokvilnas iedru, lai palielintu azbesta mehnisko izturbu. Lentes biezums ir 0,4 ... 0,6 mm, bet platums 20 ... 30 mm. Ts lieto augstsprieguma elektrisko manu polu spou un sekciju tinumu izolcijai. Gandrz visus azbesta materilus lieto tikai pc piescinanas ar lakm vai kompaundiem. Piescinana novr azbesta papru un audumu higroskopiskumu, k ar uzlabo to elektriskos raksturlielumus. Azbestcementu izgatavo no azbesta iedras un portlandcementa. T ir neorganiska plastmasa, kur par saistvielu lietots portlandcements, bet par pildvielu azbesta iedra. Azbestcementa pagatavoanas process sastv no sasmalcinta azbesta sajaukanas ar cementu un deni. No rpgi sajaukta maisjuma pa azbestcementa man izlej materila loksnes. Mitrs loksnes pres, v un sagrie plats. Rpniecb raojamm platm ir di izmri: garums 1200 mm, platums 700 mm un 800 mm ar biezumu no 6 ldz 40 mm. Plates mehnisko izturbu raksturo triecienstigrba, kas nedrkst bt mazka par 29 ... 78 kJ/m2. Nepiescintu azbestcementa plau densabsorbjamba ir liela: 15 ... 20%. Tpc zemsprieguma elektroiercm (kontaktoru pamatnm, elektrisko apartu rssienm un dzirksteu dzanas kamerm) galvenokrt izmanto piescintas azbestcementa plates. Azbestcementa izstrdjumus pc to iepriekjs mehnisks apstrdes (urbanas, frzanas u.c.) un izstrdjumu vanas 110 ... 120 C temperatr piescina ar izkaustu parafnu,

28

3.3.2. Vizlas materili Vizla ir dab atrodams minerls ar monokristlisku struktru.Ts mehnisks pabas oti anizotropas, tpc vizlas kristlus var saskaldt plns plksnts (plksnu biezums var bt mazks par 0,006 mm). Plns vizlas plksntes ir lokanas un elastgas, un to stiprba stiep st = 1,5 ... 3,5 MPa. Salmjot vizlas plksntes ar lmjoiem sveiem vai lakm (ellaku, gliftllakm u. c), iegst cietu (mikants) vai lokanu (mikalente) vizlas izolciju elektrisko manu tinumiem. No vizlm elektroizolcijas materiliem lieto tikai muskovtu un flogoptu, jo tiem ir laba saeamba un labi elektriskie raksturlielumi. Muskovts ir klija vizla (K2O-3Al2O3-6SiO2-2H2O). Muskovta kristli parasti ir sudrabot krs, dareiz ar zaganu vai sarkangu nokrsu. Plnas (0,05 ... 0,06 mm) s vizlas plksntes ir caurspdgas. Muskovts ir miski izturgs, uz to neiedarbojas ne dintji, ne srmi. Srskbe un slskbe norda muskovtu tikai sildot. Muskovta galvenie raksturlielumi: blvums 2700 ... 3000 kg/m3;. densabsorbjamba 1,3 ... 4,5%; pr=1012 ... 1014 m; r = 6 ... 8; tg = 0,0003 ... 0,0005; Ec = 120 ... 190 MV/m (ja plksntes biezums neprsniedz 0,01 mm). Biezumam palielinoties, vizlas elektrisk izturba samazins. Muskovta struktra nemains ldz 500 C temperatrai. Prsniedzot o temperatru, no vizlas sk izdalties miski saisttais dens. Flogopts ir klija-magnija vizla (K2O-6MgO-Al2O3-6SiO2-H2O). Flogopta kristlu krsa var bt no melnas ldz dzintara dzeltenai. Plnas (0,006 ... 0,01 mm) flogopta plksntes ir puscaurspdgas. Saldzinjum ar muskovtu, t stiprba stiep, k ar elastba ir mazka. Samr liels nodilumizturbas d flogoptu lieto lmta loku materilu kolektoru mikantu raoanai. Darba laik flogopta izolcijas starplikas pakautas suku deldjoai iedarbbai, un ts nodilst tikpat, cik vara plksntes, ldz ar to tiek nodrointa kolektora normla darbba. Saldzinjum ar muskovtu flogopta misk izturba ir mazka. Tas rea ar skbm, bet srmi uz flogoptu neiedarbojas. Flogopta galvenie raksturlielumi: blvums 2700 ... 2800 kg/m3; densabsorbjamba 1,5 ... 5,2%; py=10n ... 1013 m; r = 5 ... 7; tg = 0,002 ... 0,008; Ec = 95 ... 180 MV/m (ja plksnu biezums neprsniedz 0,01 mm). Flogopta struktra nemains ldz 800 C temperatrai. Prsniedzot o temperatru, flogopta plksntes uzpas, vienlaikus zaudjot skotnjs elektrisks un mehnisks pabas. Fluorflogopts ir sinttisk vizla, kurai saldzinjum ar dabiskajm vizlm ir raksturga augstka termoizturba (ldz 1000 C), mazka densabsorbjamba (0,5 ... 2,0 %) un labki elektriskie raksturlielumi. Lokanais mikants ir loku materils, kas iegts, salmjot elto vizlu (muskovtu vai flogoptu) ar eas-gliftllakm, kuras veido lokanas plves. Rpniecba rao presto un nepresto lokano mikantu. Lai

29

palielintu dau lokan mikanta veidu mehnisko izturbu, tos no abm pusm aplm ar mikalentes papru. Mikanta loku biezums ir 0,15 ... 0,5 mm. Lokanais stiklamikants atiras no lokan mikanta ar to, ka tas no vienas vai abm pusm aplmts ar bezsarmu stikla audumu, kas ievrojami palielina materila lokanbu un mehnisko izturbu. Termoizturgu lokano mikantu (H klase) izgatavo ar silcijorganisku saistvielu. Prjos stiklamikantus lm ar eas-gliftllakm vai epoksdpoliesterlakm. Lokano stiklamikantu sastv ir 45 ... 65% vizlas, 30 ... 8% saistvielu, bet prjais stikla audums. So mikantu biezums ir 0,20 ... 0,60 mm. Lokano mikantu elektriskie raksturlielumi: v-= 1011 ... 1012 m; tg-0,05 ... 0,09; Ec=12 ... 28 MV/m. Visu veidu mikantus, kuru pamat ir silcijorganiska saistviela, var ilgstoi lietot 180 C temperatr (H klase); mikantus, kuru pamat ir poliesteru un epoksdu lmjoie sastvi, var ilgstoi lietot 155 C temperatr, bet mikantus uz ellakas un gliftlsveu bzes temperatr, kas neprsniedz 130 C. Mikafolija ir ruu vai loku materils, kas sastv no vienas vai vairkm elts vizlas (muskovta vai flogopta) krtm, kuras uzlmtas uz 0,05 mm bieza telefonu papra. Par saistvielm lieto gliftllaku, eas-gliftllaku un citas lakas. Vizlasplasta papru iegst, samaot vizlas atbiras, tikai nelietojot apstrdi augst (800 C) temperatr un nelietojot miskus reaentus. Vizlasplasta papri, tpat k novomikanta papri, ir poraini materili, tpc tos lieto tikai pc piescinanas ar elektroizolcijas lakm vai kompaundiem. Visperspektvks piescinanas vielas un saistvielas ir silcijorganisks lakas, jo ts nodroina termoizturgu vizlasplasta elektroizolcijas materilu ieganu (lentes u. c). Lietojot atbilstou piescinanas un saistvielu sastvu un stikla auduma pamatnes, var iegt novomikantu un vizlasplasta materilu biezums ir daudz vienmrgks un to elektrisk izturba ir daudz labka nek daudziem elts vizlas lmtajiem materiliem. 3.3.3. Elektrokeramiskie dielektrii Elektrokeramiskie materili ir cietas, akmenim ldzgas vielas, kuras var apstrdt viengi ar abrazviem (karborundu u. c). Visus elektrokeramiskos materilus iedala trs grups: izolatoru keramika, kondensatoru keramika un segnetoelektrisk keramika. Visi elektrokeramiskie materili ir izturgi pret amaosfras iedarbbu un nav higroskopiski. Viens no plai lietotiem elektrokeramiskajiem materiliem ir elektrotehniskais porcelns. No t izgatavo dadu konstrukciju augstsprieguma un zemsprieguma izolatorus. Elektrotehnisk porcelna izejvielu masa sastv no kaolna (42 ... 50 %), kvarca (20 ... 25 %), klija laukpata (22 ... 30 %) un samaltiem izbrtiem porcelna izstrdjumiem (5 ... 8 %). Izolatoru kvalitatvai izgatavoanai nepiecieama mklai

30

ldzga masa, tpc samaltajiem komponentiem pievieno 20 ... 22 % dens. Pc tam mklai ldzgo porcelna masu apstrd vakuum, lai izdaltu no ts gaisa ieslgumus. Izolatorus veido, presjot sagataves ipa vai trauda veidns. Izvtos porcelna izstrdjumus prklj ar idru glazras suspensiju (glazru). Elektroporcelna izstrdjumu apdedzinanas proces glazras slnis kst, izveidojot uz izstrdjuma virsmas gludu stiklveida prkljumu. Glazra padara izolatorus mehniski izturgkus un pasarg tos no mitruma un atmosfras piesrojuma ietekmes. Izolatoru termisko apstrdi apdedzinanu izdara neprtrauktas darbbas tunekrsns. Cits elektrokeramiskais materils ir steatts. Steatta masu izgatavo no dab atrodama minerla talka 3MgO-4SiO2-H2O, pievienojot tam brija karbontu BaCO3 vai kalcija karbontu CaCO3. Lai steatta masu padartu plastisku, tai pievieno 15 ... 20 % mlainu vielu (bentontu un citus mlus). Steattiem izlieto vistrko iru dabisk talka akmeni, kur dzelzs oksda saturs neprsniedz 0,5 %. Steatti atiras no elektrotehnisk porcelna ar lielku mehnisko izturbu un labkiem elektriskajiem raksturlielumiem. Steatta elektroizolcijas izstrdjumus var lietot ldz 250 C temperatrai, btiski nemainoties to elektriskajiem raksturlielumiem. Elektrotehnisk porcelna izstrdjumu elektriskie raksturlielumi krasi pasliktins jau 100 C temperatr. Sfeatts saldzinjum ar elektrotehnisko porcelnu ir drgks materils, jo t izgatavoanai lieto drgkas izejvielas. No plastiskas steatta masas izgatavo steatta izolatorus un elektroizolcijas izstrdjumus, tos presjot ipa veidns. Visplak izplatta steatta izstrdjumu spiedienlieana ar parafna saistvielu. Sagatavot lieanas masa nonk lieanas apartu darba tvertns. No turienes to ar 0,3 ... 0,8 MPa spiedienu iepilda trauda veidns. Ar spiedienlieanas pamienu izgatavo elektrisko apartu un instrumentu sareta profila detaas. Lai lietos izstrdjumus atbrvotu no parafna, tos ievieto ugunsizturgs kasts kapsuls un uzsilda ldz 800 C temperatrai. Parafns izdals no lietajiem izstrdjumiem un iescas alumnija oksda pulver. Pc parafna izdalans izstrdjumus krsn apdedzina 1280 ... 1350 C temperatr. Keramiskie kondensatoru materili atiras no keramiskajiem izolatoru materiliem ar lielku dielektrisks caurlaidbas vrtbu (r = 14 ... 250). Tpc iespjams izgatavot keramiskos kondensatorus ar lielu kapacitti un samr maziem izmriem. Keramiskie kondensatori nav higroskopiski, un tpc tiem nav vajadzgi aizsargkorpusi vai aizsargavalki, kas nepiecieami vizlas vai papra kondensatoriem. Minerlus vai vielas, kurus deformjot uz to virsmm rodas elektrisk potencila starpba sauc par segnetoelektriiem. o segnetoelektriu pabu izmanto dielektriskajos pastiprintjos.

31

Ja segnetoelektria plksnti saspie vai izstiepj, ieliekot ts plaknm mehnisku slodzi, tad uz plksntes pretjm skaldnm pards elektriski ldii ar pretjm zmm.T rezultt segnetoelektria plksnte kst par elektrisk lauka avotu. o pardbu sauc par tieo pjezoefektu. Ss pardbas d segnetoelektrius var izmantot elektrisko impulsu devjos spiediena mranai. Ja turpret segnetoelektria plksntei piesldz maispriegurnu, tad plksntes izmri sk mainties ar tdu pau frekvenci, ar kdu mains pieslgtais maispriegums. o pardbu sauc par apgriezto pjezoefektu. No segnetoelektriiem izgatavotus pjezoelementus lieto par augstas frekvences svrstbu avotiem. Vl nesen viengais zinmais segnetoelektriis bija Segneta sls. T ir kristliska den stoa viela, kas kst 55 C temperatr, tpc o vielu tehnik nelieto. 1943. gad sintezja pirmo praktiski lietojamo segnetoelektrii brija titantu (BaTiO3). obrd jau radti oti daudzi segnetoelektrii: kadmija titants (CdTiO3), svina cirkonts (PbZrO3) u. c. ie segnetoelektriki mitrumu neabsorb, nest den un tos var izmantot pietiekami pla temperatru intervl. Raksturgs segnetoelektrisks pabas visiem segnetoelektriiem piemt tikai ldz noteiktai temperatrai. Brija titantam segnetoelektrisks pabas saglabjas tikai ldz 120 C temperatrai, bet svina cirkontam ldz 461 C temperatrai. Prsniedzot o temperatru, segnetoelektrii zaud savas raksturgs pabas un prvras par parastiem materiliem. 3.3.4 Neorganiskie stikli Neorganiskais stikls ir lts materils, jo to izgatavo no plai pieejamm vielm: kvarca smiltm, sodas, dolomta, krta un daiem citiem komponentiem. o vielu maisjumu noteikts attiecbs sauc par ihtu. ihtu iekrauj stikla kausanas krsn un 1350 ... 1600 C temperatr t kst, veidojot idru stikla masu, no kuras gatavo dadus stikla izstrdjumus. Galven stikla veidotja viela ir kvarca smiltis, kas satur 98 % smiltis. Praktiski stiklu var iegt tikai no kvarca smiltm, bet ts iespjams sakaust tikai oti augst (ap 2000 C) temperatr. Kvarca stikliem piemt virkne vrtgu pabu: oti labi elektriskie raksturlielumi, mitrumizturba, k ar oti mazs liners izpleans temperatras koeficients. Kvarca stikla galvenie raksturlielumi: blvums 2200 kg/m3; v = 1014 m; r = 3,8; tg = 0,0001; Ec = 35 ... 44 MV/m. Lai iegtu citu veidu stiklus, sastda ihtu, kuras sastv bez kvarca smiltm ir vielas, kas pazemina ihtas kuanas temperatru un ietekm stikla pabas. Ts ir soda, krts, dolomts un citas vielas.

32

ihtas sastvam pievieno ar vielas, kas aizkav stikla kristalizciju, - alumnija oksdu AI2O3, borskbes anhidrdu B2O3 u. c. ihtu karsjot, no ts vispirms iztvaiko mitrums. Gzes aizplst atmosfr, bet atlikuie ntrija, klija, kalcija un citu elementu oksdi miski rea ar silcija dioksdu (SiO2), veidojot saliktus savienojumus, ko sauc par siliktiem. No t ar clies neorganisko stiklu otrs nosaukums siliktstikli. 1350 ... 1600 C temperatr silikti kst, veidojot viskozu stikla masu, no kuras gatavo dadus stikla izstrdjumus. Masu izpot metla veidns, iegst elektrisko spuldu balonus (kolbas), bet presjot stikla izolatorus un citus izstrdjumus. Pc misk sastva visus siliktstiklus var iedalt etrs grups: srmu stikli, srmu un smago metlu oksdus saturoi stikli; srmu mazsaturoi stikli; bezsrmu stikli. Srmu stikli ir samr viegli kstoi (1350 C), un tie satur daudz srmu metlu oksdu (galvenokrt Na2O un daji K2O). Pie s stiklu grupas pieder logu stikls, trauku stikls un pudeu stikls. Srmu un smago metlu oksdus saturoajiem stikliem saldzinjum ar srmu stikliem ir labkas elektrisko raksturlielumu vrtbas. Pie s grupas pieder flintstikli (satur PbO) un kronstikli (satur BaO). Tos lieto ar elektroizolcijas izstrdjumu (kondensatoru, izolatoru u. c.) izgatavoanai.

Kontroljautjumi1. Kdas ir btiskas atirbas starp neorganiskajm un organiskajm vielm? 2. Kdas ir azbesta pozitvs un negatvs pabas, kas jievrt izmantojot to

elektrotehnik?3. Kdas ir galvens elektrotehnik izmantojamo vizlu grupas? 4. Kas ir mikants? Nosauciet t pielietoanas jomas. 5. Kdas ir galvens elektrotehnik elektrokeramisko materilu izmantoanas

jomas?6. Nosauciet neorganisko stiklu k elektrotehnisko materilu pozitvs un negatvs

pabas?7. Kdas ir btisks atirbas starp parasto siliktstiklu un kvarca stiklu? 8. Kas ir segnetoelektrii un kda ir pjezoelektrisk efekta btba?

33

3.3.5. Cietie polimerizcijas dielektrii Msdienu elektrotehnika plai izmanto sinttiskos lielmolekulros dielektrius. os materilus var iegt polimerizcijas vai polikondenscijas reakcijs, un tpc tos atbilstoi ieganas veidam sauc par polimerizcijas vai polikondenscijas materiliem. Polimra molekula monomera molekulas savstarpji ciei saisttas ar miskm saitm. Liels polimru molekulas var veidoties, monomru molekulm saistoties vien virkn. das molekulas sauc par linerm molekulm. Polimrus, kuru molekulm ir stabila linera forma, sauc par termoplastiskiem polimriem. Sildot tie kst mksti, plastiski vai idri. Ir polimri, kuru molekulas telp izveidotas trs virzienos, daudziem lineriem posmiem saistoties ar rssaitm. das molekulas sauc par telpiskm molekulm. Polimri ar telpiskm molekulm ir samr cieti un trausli un sildot mksti nekst. Tpc tos sauc par termostabiliem polimriem. Polimerizcija ir monomera molekulu savienoans liels lielmolekulra savienojuma molekuls, nemainoties vielas elementrsastvam. 3.3.5.1. Polistirols Polistirolu iegst polimerizjot caurspdgu, bezkrsainu idrumu - stirolu, kas virst 145 C temperatr. Ja stirolam pievieno 0,1 ... 0,5% (masas %) benzoilperoksda, tad, maisjumu uzsildot ldz 110 C, skas polimerizcija. Dubultsaite stirola molekul H2C=CHC6H5 prtrkst, un brvs saites saists ar citm tdm pam saitm cits molekuls. T rezultt stirola molekulas savienojas cita ar citu, veidojot lielu polimra polistirola molekulu. Skuma stadij polistirols ir biezs, caurspdgs idrums, ko izlej iepriek sakarsts stikla veidns, kur polimerizcijas process noris ldz galam. Veidns iegst cieta, caurspdga materila plksnes un stieus. Polistirolu var iegt ar granulu (cilindriskas formas daias, kuru diametrs 3 ... 5 mm, bet garums 8 ... 10 mm) vai pulvera veid (emulsijas polistirols). Polistirola galvenie raksturlielumi: blvums 1050 kg/m3; st = 30 ... 50 MPa; a=12...18 kJ/m2; siltumizturba (pc Martensa) 75 ... 80 C; densabsorbjamba 0,03 % (masas %); aukstumizturba -60 C; v=1013 ... 1014 m; r = 2,4; tg = (2 ... 4) 10-4; Ec = 25 ... 30 MV/m. Polistirols ir termoplastisks materils, kura mksttapanas temperatra ir 110 ... 120 C; tas st benzol, toluol, ksilol, tetrahloroglekl un daos citos nepolros dintjos. No polistirola izgatavo spou karkasus, izolcijas paneus, elektromrapartu pamatnes un izolatorus. Polistirols sastv no lineras struktras molekulm, bet materil ts izvietotas haotiski. Izvelkot ldz mksttapanas temperatrai sasildtu polistirolu34

caur spraugm filjrm (o apstrdi sauc par ekstrziju), molekulas orientjas materila vilkanas virzien. di iegst lokana polistirola plvi, kuras biezums ir no 20 m ldz 100 m, bet platums no 10 mm ldz 300 mm. Tai piemt tikpat labas elektroizolcijas pabas k polistirolam biez sln, bet polistirola plves elektrisk izturba ir ievrojami lielka: Ec = 80 ... 100 MV/m. Polistirola plves lieto augstfrekvences kabeu dzslu izolcijai, k ar kondensatoru raoan. Polistirola izstrdjumu galvenais trkums ir to trauslums, t.i. samr maza triecienstigrba un tieksme plaist. ie trkumi liel mr novrsti triecienizturgajos polistirolos. Triecienizturgajiem polistiroliem ir lielka triecienstigrba (a = 40 ... 50 kJ/m2) un nedaudz lielka dielektrisk caurlaidba (r = 3,0 ... 3,6) nek parastajam polistirolam. Prjie raksturlielumi triecienizturgajam polistirolam praktiski ir tdi pai k parasto marku polistirolam. Triecienizturgo polistirolu rao granulu veid. 3.3.5.2. Polietilns Polietilns ir balts vai gaii pelks, ciets, puscaurspdgs materils, kas aptaustot iet nedaudz taukains. To iegst, polimerizjot zem spiediena gzveida etilnu (CH2=CH2). Izir augstspiediena (AS), vidja spiediena (VS) un zemspiediena (ZS) polietilnu. Augstspiediena polietilna iegana noris 180...200 C temperatr un 150 MPa spiedien skbeka (0,05 %) kltbtn. Zemspiediena polietilnu iegst 1 MPa spiedien un 60 C temperatr, lietojot specilus katalizatorus. Vidja spiediena polietilnu iegst 130 ... 140 C temperatr un 3 MPa spiedien. Polietilna polimerizcijas pakpe n = 3000 ... 5000, bet molekulmasa ir 20 000 ... 400 000 un vairk. Zemspiediena un vidja spiediena polietilns atiras no augstspiediena polietilna ar nedaudz lielku blvumu, lielku mehnisko izturbu un cietbu, bet tiem ir mazka izturba pret termisko novecoanu un sliktkas elektrisks pabas. Polietilnu sastv ir no 55 % (AS) ldz 90 % (VS) kristliskas vielas un tpc tiem ir skaidri izteikta kuanas temperatra: 108 C (AS); 125 C (ZS); 130 C (VS). Polietileni ir termoplastiski materili. Prstrdes rpncs tie nonk granulu veid. Polietilna izstrdjumus izgatavo, izmantojot spiedienlieanas, karsts presanas un ekstrzijas metodes. Ekstrzijas metodi lieto, uzkljot vadam polietilna izolciju, k ar izgatavojot izolcijas caurules. No augstspiediena polietilna izgatavo ar puscaurspdgas elektroizolcijas plves, kuru biezums ir no 30 m ldz 200 m, bet platums no 1 m ldz 1,5 m. No cietko iru polietilna (VS, ZS) izgatavo neelastgus elektroizolcijas izstrdjumus: spou karkasus, plksnes u. c. Istabas temperatr polietileni nest nevien dintj. Tikai 70 C un augstk temperatr polietilns st ksilol, tetrahloroglekl, hlortajos ogderaos un naftas es.

35

Polietilnu galvenie raksturlielumi: augstspiediena polietilnam blvums 920 kg/m3; st = 10 ... 15 MPa; no trieciena nelst; siltumizturba (pc Martensa) 55 ... 60 C; vidja blvuma polietilnam blvums 940 kg/m3; no trieciena nelst; siltumizturba 85 C; zemspiediena polietilnam blvums 960 kg/m3; st = 23 MPa; no trieciena nelst; siltumizturba 70 C. Aukstumizturba visiem polietilniem ir -60 C; densabsorbjamba neprsniedz 0,004 % (pc 30 diennaktm den). Polietilni ir neizturgi pret saules gaismu. Lai palielintu polietilnu izturbu pret gaismas iedarbbu, to sastv ievada kvpu piedevas, kas krasi pasliktina elektriskas pabas. Augstspiediena polietilna galvenais trkums ir zem siltumizturba (55 ... 60 C) un tieksme plaist palielints mehnisks slodzs. Lai os trkumus novrstu, polietilnu vulkaniz vai apstaro ar elektronu plsmu. Tdas apstrdes rezultt iegst apstaroto polietilnu, ko lieto vadu un kabeu izolcijai un kas atiras ar paaugstintu siltumizturbu (ldz 100 C) un lielku mehnisko stiprbu. 3.3.5.3. Polivinilhlords Polivinilhlords ir balts pulveris, no kura ar karsts presanas vai karsts ekstrzijas metodi izgatavo mehniski izturgus izstrdjumus (plksnes, caurules u.c), uz kuriem neiedarbojas minerleas, daudzi dintji, srmi un skbes. Pulverveida polivinilhlordu iegst, polimerizjot gzveida vielu vinilhlordu H2C = CHCl deraa peroksda vai citu vielu kltbtn. Reakcija ar saidrintu vinilhlordu notiek srmainu vielu dens dum (polimericija dens emulsij). Polivinilhlords ir termoplastisks materils. Viniplasta izstrdjumiem ir liela mehnisk izturba, sevii pret triecienslodzm, k ar labas elektroizolcijas pabas. Viniplasta galvenie raksturlielumi: blvums 1350 kg/m3; st = 40 ... 50 MPa; a= 100 ... 120 kJ/m2; siltumizturba (pc Martensa) 60 ... 70 C; aukstumizturba (15 ... 25) C; densabsorbjamba 0,4 ... 0,6% (masas %); v = 1010 ... 1012 m; r = 3 ... 4; tg = 0,01 ... 0,02; Ec = 20 ... 22 MV/m. Viniplastu viegli veidot metla veidns 150 ... 160 C temperatr. Viniplasta izstrdjumus var apstrdt, izmantojot jebkuru mehnisks apstrdes pamienu (slpanu, frzanu u. c:), k ar viegli sametint vai salmt. No polivinilhlorda izgatavo akumulatoru tvertnes un dadas elektroizolcijas detaas (plksnes u. c), kas izturgas pret triecienslodzm. Viniplasta trkumi ir t zem aukstumizturba un relatvi maz siltumizturba. Polivinilhlorda plastikts ir lokans ruu materils, ko iegst nopolivinilhlorda pulvera, kas sajaukts ar plastifikatoriem bieziem, eai ldzgiem idrumiem (dibutilftaltu u. c). Plastifikatora piedeva var bt 30 ... 45 % no kopjs masas. Loku plastiktu izgatavo 600x100 mm liels, 1 ... 5 mm biezs loksns. Plastikta galvenie raksturlielumi: blvums 1300 ... 1400 kg/m3; st= 18 ... 25 MPa; aukstumizturba (40 ... 50) C; densabsorbjamba 0,2 ... 0,5 % (masas %);36

sadalans temperatra 200 ... 250 C; v=108 ... 1012 m; r = 4 ... 6; tg = 0,05 ... 0,08; Ec = 15 ... 25 MV/m. No polivinilhlorda plastikta izgatavo lokanas izolcijas caurules un lipgo izolcijas lenti. Polivinilhlonda materilu raksturga paba ir t, ka tie deg tikai atklt liesm. 3.3.5.4. Poliformaldehds Poliformaldehds ir ciets termoplastisks materils, kas veidojas gzveida formaldehda polimerizcijas rezultt. Poliformaldehdam raksturga paaugstinta cietba, liela nodilumizturba un mazs berzes koeficients. o pabu d no poliformaldehda var izgatavot beztroku zobparvadus un gliemeprvadus, ka ar gultus. No t izgatavo izolcijas plates (plksnes), sareta profila spou karkasus u.c. Poliformaldehda galvenie raksturlielumi: blvums 1400 kg/m3; a = 80 ... 90 kJ/m2; siltumizturba (pc Martensa) 100 C; aukstumizturba -50 C; densabsorbjamba 2 %; Ec = 25 MV/m. 3.3.5.5. Organiskais stikls Organiskais stikls (polimetilmetakrilts) ir termoplastisks caurspdgs materils, ko viegli nokrsot dadas krasas. Rao pulverveida organisko stiklu vai organisk stikla loksnes ar biezumu no 0,8 mm ldz 24 mm un vairk un laukumu no 400x500 mm ldz 1400X1600 mm. Organiskais stikls ir amorfas struktras materils. Tam raksturga oti augsta optisk caurspdba (organiskais stikls lai cauri ldz 92 % starojuma spektra redzamaj daa). Plastifikatori samazina organiska stikla trauslumu. Organisk stikla galvenie raksturlielumi: blvums 1180 kg/m3; st = 60 ... 70 MPa; a = 12 ... 18 kJ/m2; siltumizturba (pc Martensa) 60 ... 80 C; aukstumizturba (50 ... 60) C; v=1010 ... 1011 m; r = 3,6; tg = 6.10-2; Ec = 15 ... 18 MV/m. Organiskais stikls ir izturgs pret ataidtm skbm un srmiem, k ar pret benznu un minerlem. Tas st aromtiskajos ogderaos (benzol, toluol, ksilol), hlortajos ogderaos (dihloretn, hlorbenzol u. c), aceton un daos citos dintajos. Ja organiskais stikls sakarsts ldz 115 ... 135 C, tas kst viegli veidojams. Organiskais stikls pakaujas visiem mehnisks apstrdes veidiem: urbanai, frzanai u.c. Lai pasargtu organisko stiklu no ieskrambjumiem mehnisks apstrdes laik, to iepriek aplm ar papru. Organiska stikla detaas var viegli salmt ar dihloretna lmi. Organisko stiklu un t izstrdjumus var sametint 140 ... 150 C temperatr pas iekrts, kur uz metinmajm virsmm iedarbojas paaugstints spiediens.

37

3.3.5.6. Fluoroplasts Fluorplastu-4 iegst, polimerizjot saidrintu gzi tetrafluoretilnu. Iegtais polimrs ir irdens pulveris, no kura, presjot rauda spiedveidns, iegst dadus izstrdjumus. Istabas temperatr prests detaas saepina krsn. Strauji atdzesjot ldz 370 C temperatrai sakarstas sagataves vai detaas, iegst materilu ar amorfu struktru, bet, atdzesjot lni, materils iegst mikrokristlisku struktru. Fluoroplasta4 galven patnba ir t sevii augst termoizturba (250 C) un aukstumizturba (-269 C). Fluoroplasta-4 liels termoizturbas iemesls ir molekul eksistjoo misko saiu fluorsogleklis liel enerija (448 kJ/mol). Sakarsjot fluoroplastu-4 ldz 327 C temperatrai, t kristlisk struktra priet amorf struktr un materils kst caurspdgs. Paaugstinot temperatru ldz 415 C, materils mksts nekst, bet skas t termiska sadalanas, kuras rezultt izdals brvs fluors, kas ir oti indgs. Fluoroplastam-4 ir liela misk izturba. Tas nest nevien dintaj ne istabas temperatr, ne ar sildot. Uz fluoroplastu-4 neiedarbojas neviena koncentrta skbe, ne srms. Fluoroplasts-4 deni neadsorb un dens to neslapina. Fluoroplasta-4 galvenie raksturlielumi: blvums 2100 kg/m3; a = 100 ... 130 kJ/m2; v, = 1015 ... 1017 m; r = 2,0; tg =(2 ... 4)10-4; Ec = 30 MV/m (plvm Ec = 100 ... 180 V/m). Fluoroplasts-4 ir nepolrs dielektriis, un tpc t elektriskie raksturlielumi ir stabili pla frekvenu diapazon. Fluoroplastus izmanto ar k gultu materilus darbam den, jo tiem ir zema berze un laba sldamba. 3.3.6. Cietie polikondenscijas dielektrii Polikondenscija ir monomru (parasti divu dadu) savienoans process lielmolekulras vielas molekuls. Polikondenscijas reakcijas vienmr noris pakpeniski: savienojas divas monomru molekulas, tm pievienojas tre utt. Polikondenscijas reakciju rezultt iegto dielektriu elektroizoicijas pabas saldzinjum ar polimerizacijas rezultt iegto dielektriu elektroizolcijas pabm ir nedaudz sliktkas. Galvenie cloi tam ir reakcijas blakusproduktu dens un skbju raans polikondenscijas proces, jo ie blakusprodukti, disocijot jonos, palielina materila elektrovadtspju un ar dielektriskos zudumus. No polikondenscijas dielektriiem elektronik visplak lieto rezolsveus, novolaksveus, poliestersveus un epoksdsveus. 3.3.6.1. Rezolsvei un novolaksvei Rezolsvei ir termoreaktvas vielas, kas apstrdes procesa pdj stadij kst termostabilas. Rezolsveu preja termostabil stvokl notiek trs stadijs. Tikko k pagatavoti svei atrodas skotnj stadij A (rezols). ie svei sildot kst mksti un st dintjos. Sildanu turpinot, rezolsvei priet B stadij, kad, sveus sildot (95 C), tie vl kst mksti, bet dintjos vairs nest. Sildanu turpinot vl tlk,38

svei priet sav galgaj C stadij. Sj stadij rezolsvei sastv no lielm telpiskm molekulm; sildot tie vairs nekst un tos nevar izdint. So rezolsveu pabu izmanto termoreaktvo materilu (fenoplastu, getinaksa, tekstolta u.c.) raoan. Rezolsvei veidojas polikondenscijas reakcij starp kristlisko fenolu C6H5OH un formalnu (40 % gzveida formaldehda CH2O dumu den) srmaino katalizatoru brija hidroksda Ba(OH)2 vai amonija hidroksda NH4OH (25% amonjaka dums den) kltbtn. Rezolsvei ir polri dielektrii, tpc to dielektrisk caurlaidba = 5 ... 6. Polimerizcijai sasniedzot gala stadiju C, rezolsvei kst izturgi pret minerlem un deni, bet to dzirksteizturba nav liela. Dzirksteizldes ietekm rezolsveu virsma kst bagtka ar oglekli un veidojas ar oglekli piestinti, strvu vadoi celii. Tpc plastmasu izstrdjumus, kas izgatavoti uz rezolsveu bzes, nav ieteicams lietot tur, kur iespjama elektrisko dzirksteu raans. Novolaksveus, tpat k rezolsveus, iegst polikondenscijas reakcij starp fenolu un formaldehdu, tikai reakcijai prkum em fenolu. Reakcij lieto skbu katalizatoru slsskbi. Iegtie novolaksvei ir bieza, gaii brna masa, ko sakarstu izlej kausos. Atdzesti novolaksvei ir cieta, trausla viela, kas st etilspirt un aceton. Novolaksveu elektroizolcijas pabas ir sliktkas nek rezolsveu pabas. Novolaksvei ir termoplastiskas vielas. To kstamba un dba saglabjas, sveus ilgstoi uzglabjot vai pat uzkarsjot ldz 200 C temperatrai. Novolaksvei kst termostabili, ja tos kars kop ar formaldehdu vai urotropnu. No iegt maisjuma sakarsts trauda spiedveidns pres zemsprieguma apartu plastmasas detaas (sldu pamatnes un vcius, spuldu ietveres), k ar konstruktvas detaas (vadbas pogas, rokturus u. c). 3.3.6.2. Gliftlsvei Gliftlsvei pieder pie poliestersveu grupas, kurus iegst daudzvrtgo spirtu (glikolu, glicerna u. c.) un divvrtgo organisko skbju (ftalskbes, malenskbes u. c.) polikondenscijas reakcij. Gliftlsveus iegst glicerna un ftalskbes anhidrda polikondenscijas reakcij, kas norisins ftalskbes anhidrda prkum. Lai iegtie gliftlsvei btu pietiekami lokani, tos modific, polikondenscijas proces pievienojot tiem taukskbes un augu eas, piemram, rcineu. Gliftlsveu patnba ir to augst adhzijas (lmanas) spja; turklt tiem ir labi elektriskie raksturlielumi, laba izturba pret izldes procesiem un paaugstinta termoizturba ldz 130 C temperatrai (B klase). Elektrotehnik gliftlsveus izmanto par bzi lmjom, piescinanas un prkljumu lakm, kuru plvtes (pc saepanas) ir izturgas pret karstu minerleu.

39

3.3.6.3. Lavsns Lavsns ir caurspdgs lielmolekulrs materils ar kristlisku vai amorfu struktru. Tpat k gliftlsvei, tas pieder pie poliesteriem. Lavsnu iegst tereftalskbes un etilnglikola polikondenscijas reakcijas rezultt. No t izgatavots caurspdgs lavsna plves, kuru biezums ir 30 ... 100 m, plai lieto elektrisko manu rievu izolcijai. Lavsna (plves) galvenie raksturlielumi: blvums 1400 kg/m3; siltumizturba 70 ... 75 C; aukstumizturba -60 C; densabsorbjamba 1,5 % (masas %); st= 180... 200 MPa; v =1012 ... 1013 m; r = 3,5; tg= (2 ... 6) 10-3; Ec = 130 ... 150 MV/m. 3.3.6.4. Kaprons Kaprons ir balts vai gaii dzeltens ciets materils. To iegst, polikondensjot kaprolaktmu pulverveida vielu, kuras kuanas temperatra ir 70 C. Iegto polimru kapronu izspie auras lentes veid pa spraugu autoklva diben. Izspiest kaprona lente nokst vann ar caurtekou deni. aj vann no kaprona izmazg mazmolekulrs vielas, kas pasliktina kaprona pabas. den izmazgto un atdzesto kaprona lenti grieanas man sagrie 10 mm garos un 2 ... 3 mm biezos gabalios (drupats). Iegts drupatas papildus mazg ar siltu deni, bet pc tam v. Tpat k polietilns, ari kaprons sastv no kristlisks fzes un stiklveida fzes. Tpc ar kapronam novrojama izteikta kuanas temperatra (215 C). Kaprons ir oti izturgs pret peljumsu iedarbbu, bet t atmosfrizturba nav liela. Kaprona galvenie raksturlielumi: blvums 1140 kg/m3; st = 50 ... 70 MPa; a= 100 ... 150 kJ/m2; siltumizturba (pc Martensa) 50 ... 60 C; densabsorbjamba 3,0 % (masas %); py = 10u ... 1012 m; r = 4,0; tg = 0,04; Eo= 18 ... 20 MV/m. Kaprona iedru, ko iegst, izvelkot caur filjrm lieto kaprona iedru ieguvei. Kapronu ar lieto vieglu elektromontas un konstruktvo detau raoan. 3.3.6.5. Epoksdsvei Epoksdsvei ir sruveida idras vai cietas vielas dzelten vai gaii brn krs. idrie epoksdsvei ir mazmolekulras vielas, bet epoksdsvei, kuru molekulmasa ir liela (lielka par 1000), ir cietas vielas. Epoksdsveus iegst glicerna epihlorhidrna (hlorta glicerna) un rezorcna vai difenilolpropna polikondenscijas reakcij. Epoksdsveus plai lieto elektrotehnik par komponentu elektroizolcijas aizlieanas kompaundiem, k ar lmjom lakm un lmm. Epoksdsveu kompaundu priekrocba ir oti mazs tilpuma rukums (0,6 ... 1,0 %) sacietanas proces. Sacietjuiem epoksdsveiem bez tam piemt liela mehnisk izturba un mitrumizturba. Epoksdsveu galvenie raksturlielumi: blvums 1200 kg/m3; st = 30 ... 60 MPa; a = 8 ... 18 kJ/m2; densabsorbjamba 0,05 %; siltumizturba (pc Martensa) 100 ... 110 C; r = 3,8; Ec = 20 ... 25 MV/m.

40

3.3.6.6. Silcijorganiskie dielektrii Silcijorganiskie dielektrii termiski ir daudz izturgki par iepriek aplkotajiem organiskajiem dielektriiem. Ja dielektrius ekspluatcijas proces sakars ldz tdai temperatrai, kur siltuma enerija prsniedz misks saites eneriju, noris to termisk destrukcija (nordans). o molekulu skeletu veido t saucams siloksna atomu des SiOSi, kuru SiO saites enerija ir 375 kJ/mol. Silcijorganiskos ektroizolcijas materilus (plastmasas, gumijas, lakas u. c.) var ilgstoi ekspluatt temperatru intervl no -60 C ldz +180 C, bet daus no tiem pat temperatr ldz 220 C. Bez tam silcijorganiskos dielektrius raksturo liela izturba pret deni, minerlem, k ar elektrisks izldes procesiem.To elektriskie raksturlielumi ir di: p^=1014 ... 1015 m; r = 2,6 ... 1,5; tg 8-0,0003 ... 0,005; Ec = 30 ... 55 MV/m (lakas plvm Ec = 80 ... 120 MV/m). 3.3.6.7. Poliimdi Poliimdi ir termoizturgi organiskie dielektrii, ko iegst piromeltskbes anhidrda un dau aromtisko diamnu polikondenscijas reakcijas rezultt. Poliimdi ir ilgstoi ekspluatjami 200 ... 220 C temperatr. Poliimdu elektroizolcijas izstrdjumus var lietot -155 C un vl zemk temperatr, bet poliimdu elektroizolcijas plves var ilgstoi izturt zemas temperatras (-190 C) nenordoties. Poliimdi ir miski izturgi dielektrii. Tie nest vairum organisko dintju, uz tiem neiedarbojas ataidtas skbes, minerleas un dens. Poliimdu nordanos izraisa koncentrtas skbes, srmi un prkarsts dens tvaiks. No poliimdiem gatavo lokanas puscaurspdgas elektroizolcijas plves gaii dzelten vai brn krs. Poliimdu plvju biezums ir 100 m un vairk. Plvju galvenie raksturlielumi: Ec = l00 ... 150 MV/m. Poliimdu plves lieto ari par rievu izolciju elektriskajs mans, kas izgatavotas termoizturg izpildjum. Poliimdu plastmasm raksturga liela termoizturba (220 ... 250 C), labi elektriskie raksturlielumi un lielas mehnisko raksturlielumu skaitlisks vrtbas. T poliimdiem bez pildvielm triecienstigrba a = 35 ... 5O kJ/m2, bet poliimdiem ar stikla iedras pildjumu a = 110 ... 130 kJ/m2. Poliimdu plastmasu izstrdjumu densabsorbejamba pec 24 stundu vranas den neprsniedz 0,8 %. Vism plastmasm, kas veidotas uz poliimdu bzes, piemt oti liela izturba pret radiciju. 3.3.7. Lakas, emaljas un kompaundi Lakas ir plvi veidotju vielu kolodi dumi pai izraudztos organiskos dintjos. Pie plvi veidotjm vielm pieder svei (dabiskie un sinttiskie), stos augu eas, celulozes teri un esteri u. c. Par plvi veidotju vielu dintjiem lieto viegli iztvaikojous (gaistous) idrumus: benzolu, toluolu,41

ksilolu, spirtus, acetonu, terpentnu u. c. Sabiezjuu laku ataidanai tm pievieno ataidtjus, kas atiras no dintjiem ar to, ka tie ir mazk gaistoi. Par ataidtjiem lieto benznu, laku petroleju, terpentnu un daus citus idrumus. Lakas sastv vl var bt plastifikatori un sikatvi. Plastifikatori ir vielas, kas lakas plvti padara elastgu; pie tiem piedr rcinea, lineas taukskbes u.c. Sikatvi ir idras vai cietas vielas, ko pievieno dam lakm, lai patrintu to anu. vjot lakas slni, kas uzklts kdai virsmai, no t iztvaiko organiskie dintji, bet plvi veidotjas vielas izveido cietu lakas plvi. S plve atkarb no plvi veidotjas vielas (lakas bzes) pabm var bt lokana (elastga) vai cieta un trausla. Pc izmantoanas veida elektroizolcijas lakas iedala piescinanas laks, prkljumu laks un lmjos laks. Piescinanas lakas izmanto elektromanu un elektroapartu tinumu piescinanai, lai sacementtu (sasaisttu) tinuma atsevios vijumus citu ar citu, k ar lai novrstu tinuma izolcijas porainbu. Iespieoties tinuma izolcijas pors, piescinanas laka izspie no turienes gaisu un pc sacietanas padara tinumu izturgu pret deni. Vienlaikus palielins tinuma izolcijas elektrisk izturba un ts siltumvadtspjas koeficients. Viens no galvenajiem piescinanas laku raksturlielumiem ir piescinanas spja. Jo mazka lakas viskozitte, jo lielka ts piescinanas spja. Prkljumu lakas lieto, lai izveidotu mitrumizturgus un eas izturgus prkljumus uz jau piescintu tinumu virsmm. Pie prkljumu lakm pieder ar emaljas, kuras lieto tinumu vadu izolcijai (emaljanai), k ar lakas, kuras lieto elektrotehnisk trauda loku un citu detau izolcijai. Lmjos lakas lieto dadu elektroizolcijas materilu vizlas plksnu (slains vizlas izolcijas raoanas proces), keramikas, plastmasu un citu materilu salmanai. Galvens prasbas, ko izvirza lmjom lakm, ir laba pielipana (adhzija) un izturga savienojuma veidoans. Pc vanas pamiena lakas iedala divs grups: aukststos lakas un karststoas lakas. Aukststom lakm plves izveidoans (sacietana) notiek istabas temperatr. Pie m lakm pieder ellaka, celulozes teru un esteru lakas un daas citas. Karststoo laku plves sacietana iespjama tikai temperatr, kas ievrojami augstka par istabas temperatru (100 C un vairk). Karststos laks lieto termoreaktvas plvi veidojoas vielas (gliftlsveus, rezolsveus un citus sveus); ts saciet saepanas procesos, kuru norisei nepiecieama paaugstinta temperatra.

42

Elektroizolcijas emaljas ir lakas, kurm pievienotas ski sasmalcintas krsvielas pigmenti; pie tm piedr ari visas prkljumu lakas, kas paredztas vadu izolcijai. Emalju anas proces pigmenti miski rea ar lakas bzi, veidojot paaugstintas cietbas blvu prkljumu. Daudzu elektroizolcijas emalju pamat ir eas gliftllakas, kurm raksturgas oti labas lmanas spjas un palielinta termoizturba. Eektroizolcijas emaljas uz silcijorganisko laku bzes raksturojas ar sevii augstu termoizturbu (ldz 180 ... 200 C temperatrai). Kompaundi ir elektroizolcijas sastvi, kurus izgatavo no vairkm izejvielm: sveiem, bitumeniem u. c. Atirb no lakm un emaljm kompaundu sastv nav gaistou dintju, kas novr poru veidoanos pc sacietanas. Pc lietoanas veida kompaundus iedala piescinanas kompaundos, aizlieanas kompaundos un prkljumu kompaundos. Lai palielintu epoksdsveu kompaundu siltumvadtspjas koeficientu un uzlabotu to mehniskos raksturlielumus, idrajiem izejvielu sastviem pievieno minerlu pildvielas: kvarca putekus, samaltu talku u. c. Tru silcijorganisko kompaundu sacietana noris pakpeniski skum 150 C, bet pc tam 200 C temperatr (tilpuma rukums 5 ... 6 %). To viskozitte ir maza un piescinanas spja liela. Ar iem kompaundiem piescina to elektrisko manu tinumus, kuras izgatavotas termoizturg vai mitrumizturg izpildjum. Sacietjuos kompaundus var ekspluatt -60 ... +200 C temperatr. Tiem ir labi elektriskie raksturlielumi: v = 1012 ... 1013 m; r = 3,0 ... 3,5; tg = 0,003; Ec = 50 ... 60 MV/m. 3.3.8. Papri un kartoni No skujkoku (prieu, egu) koksnes, to miski prstrdjot, iegst celulozi, ko lieto par izejvielu dadu elektroizolcijas papru un kartonu izgatavoanai. Elektroizolcijas papru un kartonu izgatavoanai galvenokrt izmanto sulftcelulozi, no kuras iegst papru ar labkam elektriskajm, mehniskajm un termiskajm pabm. Kabepaprs ir augstsprieguma kabeu galven izolcija. Pc uztanas uz kabea to piescina ar elektroizolcijas eu. Uztinot papra lenti kabea dzslai, lenti mehniski stiepj. Tpc kabepapram jbt ar pietiekami lielu mehnisko izturbu stiep. Bez tam gatav kabel montas proces paprs var tikt locts, tpc tam jbt pietiekami izturgam pret locanu. Kabepapru galvenokrt izgatavo no trekna maluma sulftcelulozes, lai nodrointu tam labas mehnisks pabas. Nepiescint