43
-Tài liệu tham khảo Nguyễn Đình Thắng – Giáo trình vật liệu kỹ thuật điện, NXB KHKT-2002 Võ Việt Đan – Giáo trình kỹ thuật điện cao cấp, Hà Nội – 1972 Chương 1. Cấu tạo vật chất $1.1. Cấu tạo nguyên tử Vật chất cấu tạo từ các điện tích (+),(-) Phân biệt 2 loại điện tích: + Điện tích tự do: điện tử tự do, ion(+) và một số loại khác + Điện tích rằng buộc: điện tử, hạt nhân,… $1.2. Cấu tạo phân tử Liên kết ion:Nacl Liên kết hoá trị Liên kết kim loại $1.3. Lý thuyết vùng năng lượng $ 4. Phân loại vật liệu kỹ thuật điện *Phân loại vật liệu theo độ dẫn điện * Phân loại vật liệu theo độ từ tính - Vật liệu nghịch từ, thuận từ, sắt từ, dẫn từ 1

Giao trinh cao ap va vat lieu dien

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Giao trinh cao ap va vat lieu dien

-Tài liệu tham khảoNguyễn Đình Thắng – Giáo trình vật liệu kỹ thuật điện, NXB KHKT-2002Võ Việt Đan – Giáo trình kỹ thuật điện cao cấp, Hà Nội – 1972

Chương 1. Cấu tạo vật chất

$1.1. Cấu tạo nguyên tử

Vật chất cấu tạo từ các điện tích (+),(-)Phân biệt 2 loại điện tích:

+ Điện tích tự do: điện tử tự do, ion(+) và một số loại khác+ Điện tích rằng buộc: điện tử, hạt nhân,…

$1.2. Cấu tạo phân tử

Liên kết ion:NaclLiên kết hoá trịLiên kết kim loại

$1.3. Lý thuyết vùng năng lượng $ 4. Phân loại vật liệu kỹ thuật điện*Phân loại vật liệu theo độ dẫn điện

* Phân loại vật liệu theo độ từ tính- Vật liệu nghịch từ, thuận từ, sắt từ, dẫn từ* Điện môi: là các chất mà t/c điện từ cơ bản là khả năng bị phân cực dưới tác dụng của điện trường bên ngoài.

1

Page 2: Giao trinh cao ap va vat lieu dien

Chương 2. Vật liệu dẫn điện, bán dẫn điện, siêu dẫn.

$1. Chuyển động của các điện tích

Tính dẫn điện của các vật liệu là thước đo khả năng cho một dòng điện đi qua khi nối với một nguồn điện, sự chuyển động của các điện tích tự do nghĩa là dòng điện.* Phân biệt dòng điện dẫn và dòng điện do các điện tích rằng buộc.

i =

i là lượng điện tích chuyển rời trong một đơn vị thời gian

q = =

Điện tích (-) chuyển động ngược với chiều điện trường bên ngoàiĐiện tích (+) cuyển động cùng chiều với chiều điện trường bên ngoàiQuy ước chiếu dòng điện từ (+) (-)Lượng điện tích chuyển dời qua một tiết diện vuông trong một đơn vị thời giani =

J = (A/m2)

Các điện tử dẫn trong một vật dẫn có vận tốc có hướng hỗn độn v = 106 m/sDòng có hướng hoặc vận tosc trôi của các điện tử dẫn nhỷo hơn v = 10-3m/s4. Điện trở và điện trở suất của kim loại

R = Định luật Om

di =no.e.vd.ds J =di / dt = no.vd vd :vận tốc chuyển động trung bình phụ thuộc E vd=

e:dộ linh động đạc trưng cho khả năng chuyển dọng của hạt mang điện đaqtj trong E

VD: 29Cu D = 8,960 kg/m3

NA = 6,02 . 1023

2

Page 3: Giao trinh cao ap va vat lieu dien

M = 63,35 g/moln = NA.D/M = 8,51.1028 (1/m3)Điện trở suất:

ρ = 5. Quan hệ giữa điện trở suất và nhiệt độThời gian trung bình giữa hai lần va chạm tỉ lệ nghịch với độ lớn của các điệ

n tử chịu một va chạm

Điện trở suât của kim loại tạp chất với nhiệt độ

diện trở suất do dao động mạng điện trở suất co tán xạ của điện tử tạp chát 7. Điện dẫn cảu kim loại sạch <tinhkhiết> độ dẫn điện của kim loại được biểu diễn

ở nhiệt độ cao : ở nhiệt đọ thấp :

$2. Vật liệu dẫn điện

Hầu hết vận liệu dẫn điện là các KL và các hợp kim của chúng. (trừ KL kiềm, kiềm thổ) 1. Tính chất điện hoá của kim loạia) Tính dẫn điệnĐiện trở tiếp xúc và sức nhiệt điện động

- Điện trở tiếp xúc- Sức nhiệt điện động Et = kĐ = k(T1 – T2)

v = c (T1 – T2)v = c (T1 - T2)

c - đối với 1 cặp KL là suất sức nhiệt điện động

3

Page 4: Giao trinh cao ap va vat lieu dien

c) Tính chất vật lý của kim loại- Nhiệt độ và nhiệt lượng nóng chảy- Tính dẫn điện- Giãn nở nhiệt- Vẻ sáng của kim loạid) Tính chất hoá học của kim loạie) Tính chất cơ học của kim loại- Độ bền- Độ đàn hồi- Độ dẻo

$3. Vật liệu dẫn điện có điện dẫn cao

1. Đồng – Cu.Là kim loại quan trọng nhất trong các vật liệu dẫn điện sử dụng trong kỹ thuật điệnMàu đỏ nhạt, dẫn điện tốt sau 1 thời gian, độ bền cơ lớn, chống ăn mòn, dẫn nhiệt tốt, dễ dát mỏng, gia công, s/d rộng rãi nhất.Được tìm thấy trong tự nhiên dưới dạng quặng, nấu nóng chảy. Đồng (97,5% – 98%) bằng cách điện phânĐồng thô 79% tính chấtTính chất ảnh hưởng đến độ dẫn điện và độ bền cơ của đồngSự kéo, dát mỏng -> giảm điện dẫn suấtThực tế sử dụng 2 loại: Đồng mềm, đồng cứngĐồng mềm: nung xong để nguội -> sử dụng làm dây dẫn của cáp và dây quấn máy điệnĐồng cứng: độ bền cơ lớn -> sử dụng làm dây dẫn không bọc cách điện, dây trần, thanh góp của trạm phân phốiKết luận: ưu điểmρ: nhỏ (1,69.10-8 Ωm), rẻ hơn AgĐộ bền cơ khá cao trong một số trường hợpThoả mãn độ bền đối với môi trường xung quanh (oxi hoá chậm hơn Fe ngay cả trong môi trường có độ ẩm cao), chỉ bị oxi hoá ở nhiệt độ cao.Công nghệ sản xuất: dễ gia công, cán mỏng, dễ hànb) Các hợp kim của đồngĐồng, vàng hoặc đồng thau (laiton): hợp kim của đồng + kẽmGhép đấu nối,… sử dụng các hợp kim đồng vì có độ bền và độ cứng lớnĐồng thanh hoặc đồng đỏ (Bronze)

4

Page 5: Giao trinh cao ap va vat lieu dien

Hợp kim Cu – AgCu – beryliumCu – CalitriumCu – Crome

2. Nhôm – Al- Là vật liệu quan trọng thứ 2- Dẫn điện sau Ag, CuNhược điểm: Xử lý tiếp xúc khó -> sử dụng ít trong gia đìnha) Các tính chất:- Nhôm dùng để sản xuất các vật liệu dẫn điện phải có độ tinh khiết cao.- Nhiệt độ nóng chảy thấp hơn Cu -> giá rẻ hơn- Khó đấu nối do các lớp oxit Al2O3 cách điện tốt ->Rtx lớn* Phương pháp xử lý:- Hàn HQ trong Argon- Cáp tiết diện lớn: s/d các ghíp, đầu cốt đã mạ thiếc cho các dây nhỏ.

3. So sánh Cu – Al- Sự lựa chọn Cu, Al là các lựa chọn về kỹ thuật và kinh tế.VD:

Cu: ρ = 1,72.10-8 Ωm, D = 8.900 kg/m3.

Al: ρ = 2,82.10-8 Ωm, D = 2.700 kg/m3

mCu mAl

Điều kiện R như nhau để S: như nhau, tổn thất ∆P như nhaudAl > dCu

SAl > SCu

Tuy nhiên mCu > mAl (vì DCu > DAl)a) Các dây trần: b) Các dây cách điện- Đối với dây bọc cách điện, cáp, nếu tăng kích thước -> tăng cách điện+ Hạ thế: ít ảnh hưởng -> Cả Al, Cu đều được sử dụng+ Trung thế: sử dụng Al vẫn kinh tế hơn.+ Cao thế: Cách điện tăng dáng kể sử dụng đồng+ Dây vặn xoắnAC – nhôm lõi thépc) Máy biến áp và động cơ- Nếu sử dụng Al -> tăng kích thước của các cửa sổ gông từ

4) Các kim loại khácAg, Au, bạch Kim, Pb, Wolfram, Hg

5

Page 6: Giao trinh cao ap va vat lieu dien

$4. Các điện kim có điện trở suất cao

1. Các hợp kim có điện trở suất caoSử dụng cấu tạo các fần dẫn điện của các dụng cụ đo lườngHệ số nhiệt của điện trở suất nhỏ, không biến tínhVD: Hợp kim: Mn + Cu

2. Các hợp kim có điện trở suất cao và bền nhiệt- Các lò nung , bàn là, bếp điện- Chịu nóng tốtVD: Dây điện trở chịu nóng của Nga: Cacbon + Mn + Si + Cr + Al nhiệt độ từ 10000C – 12000C.Vật liệu siêu dẫn ở nhiệt độ thấp và nhiệt độ caoSử dụng trong truyền tải

Chương 4. Các quá trình điện lý của điện môi

6

Page 7: Giao trinh cao ap va vat lieu dien

$1. Nhắc lại các khái niệm cơ bản về tĩnh điện1. Các khái niệm cơ bản về tĩnh điện1.1. Định luật Culong- Q1 cách Q2 một khoảng r trong môi trường có hệ số điện môi tương đối- Lực tương tác giữa chúng:1.2. Điện trường và đinh luật GaussKhi các điện tích gần nhau thì điện tích đã thay đổi đặc tínhvật lý của môi trường mà nó nằm trongXung quanh mỗi điện tích là một điện trường có cương độ E1.3. Thông lượng của cường độ điện trường1.4. Liên hệ giữa địện thế và điện trường1.5. Lưỡng cực điện

$2. Điện môi đặt trong điện trường một chiều- Hầu như không có điện tích tự do- Các điện tích tồn tại dưới dạng điện tích rằng buộc- Thanh Cu đồng chất, đẳng hướng, chiều dài l giữa hai điện cực kim loại tiết

diện S trong điện trường một chiều+ Coi điện môi lý tưởng (không có diện tích tự do nên không có dòng điện) ngoài l,R của dây nối thì một mạch như vậy chỉ tồn tại điện dung C

- Dòng nạp- R,l rất nhỏ thì quá trình nạp rất ngắnThực tế mọi điện môi đều có điện tích tự do- Sự dẫn điện của điện môi gây bởi sự chuyển động của các điện tích tự do ứng

với nó là dòng điện dẫn- Sự phân cực điện môi do sự xê dịch của các điện tích rằng buộc làm xuất hiện

dòng điện hấp thụ.$4.3. Sự dẫn điện của vật liệu điện môi1. Đặc tính chungKim loại: - Môi trường bên ngoài- E tăng -> quá trình xảy ra càng nhanh- E tăng -> ion hoáva chạm, phân ly, bức xạ điện tử-> Sự dẫn điện của các vật liệu được xem xét riêng rẽ cho 2 miền cường độ E khác nhau 2 khái niệm điện dẫn suất hoặc ρ của các điện môi là ứng với E yếua) Trong điện trường yếuJ tăng tuyến tính với E ngoài trong dải 10-6 (v/m)b)Trong E mạnh E tăng -> sự dẫn điện của các vật liệu cách điện mất dẫn tích chất định luật Ômi tăng nhanh do sự can thiệp: ion va chạm trong các điện môi khí -> sinh ra và tự doSự tăng điện trường kéo dài xảy ra phân điện chọc thủng, mất dần tính chất cách điện

7

Page 8: Giao trinh cao ap va vat lieu dien

c) Điện trở suất

G =

R =

Phân biệt:- Điện dẫn khối của cách điện G xác định bởi sự dẫn điện qua chiều dày c/điệnĐiện dẫn mặt GS do sự dẫn điện qua lớp bề mặt Đối với vật liệu cách điện khí, lỏng -> không xét GS

ir khối I và Rkhối

ir mặt IS và RS

I = = V.Gk

IS = = V.GS

-> Gcđ =

$4. Sự phân cực của vật liệu điện môi I. HIện tượng phân cực1. Tụ điện và địên dunga) Tụ điện:Gồm 2 điện cực được ngăn cách bằng một vật liệu điện môib) Điện dung:là tỉ số giữa điện tích trên bản tụ và hiệu điện thế giữa hai bản tụTụ chân không: q0 = C0.V d- chiều dày

s- dung tích 0 = 8,85.10-12 (F/m): hệ số

C0 =

Tụ trụ: C0 = điện dung của 1 đơn vị chiều dài

C0 =

Tụ cầu: C = =

c) khi đặt một điện môi trong điện trườngC = εr.C0

εr: Hệ số điện môi tương đối của vật liệu đưa vào2. Hằng số điện môi (ko đơn vị là hệ số điện môi tương đối)

a= 0 r : hệ số điện môi tuyệt đối

8

Page 9: Giao trinh cao ap va vat lieu dien

* Tụ phẳng: Ban đầu : Q0 = C0.Vđặt trong điện môi Q Q0

Qp : phân cựcQ = CV C- điện dung của tụ điện với chất điện môi

r=

r 1 ( dấu = đối với chân không)3. Moment điện

= q nằm ở toạ độ r

sự phân cực của điện môi làm xuất hiện 1 mômen điện lưỡng cực

Q= -Q =

+) trong các vật liệu trung tính khi: E = 0 mc.ứng = 0 = q.d

E 0 mc.ứng = qd E mcứ = E

r: đặc trưng cho khả năng phân cực của cả khối điện môi ( thể hiện mật độ phân tử, nguyên tử)

: hệ số phân cực đối với mỗi phân tử, nguyên tử, điện tử.đặc trưng cho từng phân tử, nguyên tử.- trên toàn khối điện môi

M = Qd d- chiều dày của khối điện môi4. Vecto phân cực, Momen điện của 1 đơn vị thể tích.

-nếu điện môi đồng chất, đẳng hướng P =

phân tử phân cực như nhau

- Nếu điện môi không đồng chất: P = lim

5. Liên hệ giữa , hai mật độ bề mặt của điện tích Q= PS

r =

Điện môi tuyến tính chỉ có khả năng phản lực với E bên ngoàiP = ( -1) E

9

Page 10: Giao trinh cao ap va vat lieu dien

S - diện tích điện cực: P= với n là mật độ điện tích bề mặt

bề mặt,

- Trường hợp tổng quát:

P = = P.cos = Pn

về trị số, xuất hiện khi có phân cực là pháp tuyến Pn

6. Đường sức E, đường cảm ứng điện qua mặt phân cách hai điện môi- khi qua mặt phân cách của hai chất điện môi có r khác nhau, E bị biến đổi đột ngột

các đường sức bị gián đoạn ở mặt phân cách 2 môi trường Đại lượng vật lí môi trường:

= o

Điện môi đồng chất : r o

vật liệu nào có nhỏ thì E lớn7. Độ cảm điện môiII. Điện trường cục bộ trong điện môi1. P = o( r – 1)E, E ngoàiĐiện trường thực tế tác dụng lên phân tử: E+) nếu hệ cô lập E = Ecục bộ= Engoài

+) điện môi El = Engoài+

: điện trường tổng hợp của các phân tử lưỡng cực trong điệnmôi lên từ phân tử đang xét, trừ điện trường của phân tử đang xét.

El = E + En + Et

a) tính En

- Hướng từ (+) (-)

= P cos - góc tạo bởi chiều E với vecto pháp tuyến với 1 đơn vị diện tích mặt cầu

dEN = cos

dEN = cos = .cos

EN = cos2 .sin d = cos2 =

10

Page 11: Giao trinh cao ap va vat lieu dien

b) tính Er

- Điện trưòng bên trong qủ cầu gây ra lên điểm A = 0 Et=0+) điện môi trung tính+) mạng+) điện môi khí cực tính- Điện trường nội bộ gây lên phân cực phân tử điện môi

EL = E + = ( )E

Đối với điện môi khí r = 1 Ecb ~ E

2. Hệ số phân cực: đại lượng đặc trưng cho khả năng phân cực của từng nguyên tử, phân tử

E cục bộ tác dụng mỗi phân tử có moment m = Ecb (F/m): hệ số phân cực(độ phân cực)

P = n Ecb

P = 0( r – 1)E

r = 1 +

- phân cực điện tử hệ số phân ực điện tử- phân cực ion hệ số phân cực ion- phân cực lưỡng cực hệ số phân cực lưỡng cực- phân cực kết cấu (các điện môi không đều) - phân cực tự phát - phân cực do tác dụng của lực bên ngoàiIII. Phân loại các dạng phân cực – cơ chế phân cực+) điện môi phân cực do tác dụng của E ngoài ( phân cực thụ động): điện tử, ion, lưỡng cực, tiếp giáp+) điện môi tự phân cực không cần E ngoài tự phát do tác đọng lực bên ngoài1. phân cực điện tử- Sự xê dịch quỹ đạo tương đốicủa điện tử so với hạt nhân

E đồng nhất.E đồng nhất E phương, hướng, độ lớn I. Thác điện tử - lý thuyết phóng điện TownsendĐiện tử mầm tăng tốc chuyển động, tích luỹ năng lượng va chạm phát triển thác điện tử+) do E = const hệ số ion hoá va chạm = const trong toàn bộ khoảng P = const không phân giữa hai điện cực.

11

Page 12: Giao trinh cao ap va vat lieu dien

+) E đồng nhất đối xứng quá trình hình thành và phát triển của phân điện cực tính của +) Giả sử ban đầu có no điện tử rời khỏi cathode

Ch ươ ng 5 Hiện t ư ợng phóng đ iện trong đ iện môi thẻ khí 1.Hiên tương phòng điện

khi có Eđủ lớn lên 2 diện cực với môi trường cách điên (chân không hoạc 1 đm )sễ xảy ra qua trình đặc biệt .Môi truờng vốn cách điên sẽ bị nối liền bằng 1 tia lửa điện hồ quang có điên dẫn rất cao+) với chất khí ,sau khi phóng điện kết thúc tính chất cách điện đuợc phục hồi nên chỉ mất cách điện tạm thời

12

Page 13: Giao trinh cao ap va vat lieu dien

+)chất rắn -> mỗi làn phóng điện là quá trình không thuận nghich1 kênh dẫn sẽ phsa huỷ cách điện không phục hồi cấch điện hoan toàn hoặc mất cách điên vĩnh viễn*2 loại phóng điện +) phóng điện một pầhn -1 dạng phóng điên nói chung , khong hoàn toàn , vi dụ : phóng diện vầng quang,phóng điện cục bộ,… có thể nghe thấy +)phógn điện chọc thủng là dạng phóng điện hoàn toàn ,khi toàn bộ không gain bị giữa 2 điện cực bị ngắn mạch bởi 1 tia lửa diện *Độ bền điện : đặc trưng cho khả năng có thể làm viẹc lâu dài dưới t5ác dụng của U và E cao.Là cường độ điẹn trường mã có thể dặt lên vật liệumà không đến phóng điện

4. Điên dẫn của các điện môi khí trong E thấp

*Mở đầu * điện dẫn của các chất khí +)E = 0 trạng thái cân bằng thể hịên :no= +)E có quá trình đẫn điện trạng thái cân băng mới No= Nt + Nj No :e xuất hiện do ion hoá Nt : sô e mất di do tái hợp trong toàn bộ của chất khí Nj : số e tham ja vào quá trình dẫn điện

3. Điện dẫn trong điện trường mạnh -phóng điện trong điện môi khí

1.các quá trình hình thành điênj tích trong điện môi khí1.1 Ion hoá do va chạm Năng lượng ion hoá > Năng lượng diện tử Khi nguyên tử bị ion hoá : A + e A + 2e- 2A + 2e 2A +4e-

E va chạm vào các nguyên tử trung hoà, động năng của chúng sẽ được truyền cho nhau và ion hoà chỉ sảy ra nếu năng lwngj của điên tử lớn hơn năng lượng ion hoá

13

Page 14: Giao trinh cao ap va vat lieu dien

mo.v /2 Wi

e.E.x Wi x: quãng đuơng chuyển động +) Số lần va chạm S = N=N.V

=N: số phân tử 1 đơn vị thể tích mật độ phân tử

S=N. .( r0 + r)2.

+) Đoạn đường tự do trung bình , =

= ( Nếu r r0 bỏ qua r0)

=

N=

0 (PT)= = 0

n(x) = n0.e ( >= x), n(x) = e –x/ 0 biểu thị quy luật phân bố của

đường tự do khi x = , n(x) = 0,37 chỉ có 37% số đoạn do có thể có* Độ linh hoạt của các hạt tích điện F = qEđộng năng của hạt tích điện dọc theo phương của điện trường làK - tần suất va chạm tốc độ tổn hao động năng là : Theo Newton: mvk = qE- thời gian giữa 2 lần vận chuyển liên tiếp = /k

v = E = a , a = = -tỷ lệ vận tốc chuyển động của

chúng có thể viết:

- Đối với không khí thành phần chủ yếu là khí Nitơ

- Mỗi điện tử khi đi được quãng đường là x trong trường có cường độ E tích luỹ một năng lượng qEx.

- Để thắng được lực tương tác hạt nhân điện tử, qEx phải tích luỹ 1 năng lượng tối thiểu bằng năng lượng ion hoá Wi

* Hệ số ion hoá do va chạm, số lần gây ion hoá va chạm của 1 điện tử khi nó chuyển động với quãng đường là 1cm dọc theo chiều điện trường ngoài với điện tử qEx = e.Ex

Ion hoá eEx Wi

14

Page 15: Giao trinh cao ap va vat lieu dien

xi = số lần va chạm x xác suất ion hoá ( e xi)

= .e

= r2p/kT . e = A.pe-Bp/E

A, B là hằng số chất khí, >= t0

Ion hoá tự nhiên: e mầm

Ion hoá va chạm: quá trình xuất hiện: hệ số ion hoá va chạm

Tia lửa điện* Ion hoá va chạm làm sản sinh

Ion hoá quang ( ion hoá do bức xạ) Khi nguyen tử nhận được 1 năng lượng yếu

5.3.2 Các quá trình xảy ra trên điện cực âm (cathode).1. Bắn phá cathode bằng ion (+) hoặc nguyên tử ở trung tâm hình thành (foton).- Khi ion (+) bắn vào âm cực (cathode), nó sẽ giải phóng ít nhất 2 điện tử trên 2 cực trên 2 điện cực: 1 điện tử trung hoà ion (+), 1 điện tử thoát ra khỏi cathode.Năng lượng cần thiết của ion (+)đó là có trị số 2 lần 2. quang thoát5. Nhiệt thoát ( thermionic emision)6. Thoát do điện trường ( field emission)

5.3.3. Các quá trình trung hoà điện tích trong điện môi khí - làm giảm số lượng các điện tử trong điện môi.

- Ngăn cản sự phát triển của thác điện tử. 1. Quá trình tái hợp.

Tồn tại song song với quá trình ion hoá đảm bảo trong không khí luôn có một số lượng điện tích nhất định.

- Trạng thái cân bằng xác lập khi mà số các điện tích xuất hiện do ion hoá bằng số lượng e mất đi do tái hợp.

- Các ion (+) và (-) có xu hướng tái hợp nguyên tử trung hoà. A+ + B- AB +

3. Trung hoà do nhập điện tử ( Electric attachment ) Khí âm điện O2, CO2, SF6. có xu hướng lấy thêm điện tử ion nặngA+eA-

15

Page 16: Giao trinh cao ap va vat lieu dien

4. Trung hoà do khuyếch tán ( diffusion)5.3.4 Hình thành và phát triển thác điện tử ( Avalanche elẻctonique )- ion hoá va chạm số lượng e mới xuất hiện trong không khí tăng lên nhanh chóng hình thành 1 thác điện tử trong khu vực giữa hai điện cực- Giả sử ban đầu trên cathode có no điện tử khởi đầu.- Dưới tác dụng của E e bay về anode sẽ va chạm vào các phân tử khí gây ion hoá với hàm số ion hoá

x n điện tử.Khi đi đươc dx ion hoá dn = n.dx

+ nếu E đồng nhất ( E = constant), = const P= const

= n = n0. e d

No - số e sơ cấp xuất hiện ở x = 0 ( trên cathode)dòng qua chất khí

I = Q = eno. e d = I0 e d

J = n0(E) ed = n0 ed no(E) - sự phụ thuộc- sự xuất hiện các e luôn đi đôi với các ion (+) thác điện tử- dưới tác dụng của E, quá trình ion hoá diễn ra không ngừng+) điện tử càng tăng về kích thước cũng như số lượng e trong thác. Khi cận với điểm cực (+), các e của thác sẽ bị trung hoà trên điện cực.+) quá trình này chưa thể gọi là phóng điên vì chưa tạo thành d lưu thông giữa 2 điện cực sự tăng lên của thác điện tử chấm dứt+) để có thể duy trì phóng điện cần phải xuất hiện các e mới để hình thành các thác điện tử mới không nhờ đến yếu tố ion hoá từ bên ngoài mà nhờ đến các yếu tố gây ion hoá trong nội bộ chất khí e thứ* phóng điện tự duy trì- e xuất hiện trong quá trình ion hoá trong nội bộ chất khí e thứ cấp thác điện tử thứ cấp- e phát sinh do:+) sự giải thoát e từ bề mặt âm cực do sự bắn ion (+) do hiệu ứng quang ( do sự bức xạ của thác điện tử sơ cấp). +) ion hoá quang trong nội bộ chất khí xảy ra ở đầu tháca) điều kiện phóng điện tự duy trì – tiêu chuẩn +) để duy trì phóng điện tự duy trì cần ít nhất 1e thứ cấp xuất hiện trước khi điện tử đầu tiên đến điểm cức đối diện+) số điện tử trong thác sơ cấp là e d. số các ion(+)đươc sản sinh ít, số ion Để có thể duy trì sự phóng điện phải có ít nhất 1e thứ cấp xuất hiện trước khi thác e đầu tiên bị triệt tiêu

(e d -1 1

16

Page 17: Giao trinh cao ap va vat lieu dien

+) Điều kiện phóng điện tự duy trì : (e d – 1) + f e d 1

f : hệ số foton do 1 điện tử phát ra

n ; số điện tử được giải thoát do sự bức xạ của 1 foton

: hệ số giải thoát e từ bề mặt (-) cực do sự bắn phá của các ion (+)

- ở áp suất cao: e d 1

- 1 số dạng phát điện

+) phát điện toả sáng: xảy ra ở áp suất thấp

+) phát điện tia lửa

+) phát điện vầng quang

+) phát điện hồ quang

=>I ch¹y trong chÊt khÝ víi sè elÎcton trong 1s: I=I0e Io dßng ®iÖn ban ®Çu ë catèt + GØa sö ban ®Çu cã no ®iÖn tö.Do ion ho¸ sinh ra ns ®iÖn tö tho¸t khái catèt trong 1s.VËy sè ®iÖn tö tho¸t khái catèt trong 1s lµ : nt=no+ns

Mçi ®iÖn tö rêi khái catèt g©y ra vËt chÊt ®Ó t¹o ion ho¸ Sè lÇn ®Ó g©y ion ho¸ do nt ®iÖn tö ®i ®îc qu·ng ®êng d tõ catèt sang anèt lµ :nt(e -1)=> ns= nt=n0+ns

=>nt=no/(1- ) I ch¹y trong m¹ch ë tr¹ng th¸i æn ®Þnh:

II . Lý thuyÕt phãng ®iÖn streamer +I t¨ng chØ phô thuéc vµo qu¸ tr×nh ion ho¸ +thùc tÕ Uphãng ®iÖn cßn phô thuéc vµo d¹ng vµ kho¶ng c¸ch gi÷a

2 ®iÖn cùc +thêi gian phãng ®iÖn träc thñng t=10-5s +thÝ nghiÖm thêi gian ng¾n h¬n t=10-7s

17

Page 18: Giao trinh cao ap va vat lieu dien

*Lý thuyÕt streamer -Sù h×nh thµnh cña th¸c ®iÖn tö bëi 1elÎct«n ®Çu tiªn -E ph¸t triÓn m¹nh ë phÇn ®Çu cña th¸c - Sù x©m lîc cña qu¸ tr×nh ion ho¸ quang,c¸c ph©n tö khÝ ë kho¶ng kh«ng gian ®Çu cña th¸c ®iÖn tö III>§Þnh luËt pasen -®iÖn ¸p phãng ®iÖn ban ®Çu nhá nhÊt: U0=E0d U0=Bpd/ln(Apd/ln(1/ ))

-®êng cong pasen V

Vmin

PdCoi d (kho¶ng c¸ch gi÷a hai ®iÖn cùc)=const

¸p suÊt t¨ng tõ ®iÓm Umin vÒ phÝa ph¶I ®å thÞ.Khi ®ã mËt ®é ph©n tö khÝ t¨ng dÔ ion ho¸.Nhng do mËt ®é khÝ cao lµm qu·ng ®êng di chuyÓn ng¾n v× vËy n¨ng lîng tÝch luü trong ®iÖn trêng bÐ do va ch¹m.§Ó cã phãng ®iÖn ta ph¶I t¨ng U PhÝa tr¸I th× mËt ®é ph©n tö khÝ nhá.Qu¶ng ®êng gi÷a hai va ch¹m lín x¸c suÊt va ch¹m nhá.Do vËy muèn cã phãng ®iÖn ta ph¶I t¨ng U

Bµi 5.5.Phãng ®iÖn cña chÊt khÝ trong ®iÖn tr-êng

kh«ng ®ång nhÊt I>§iÖn tr êng gÇn ®ång nhÊt vµ ®iÖn tr êng

kh«ng ®ånh nhÊt + E ®ång nhÊt ,gÇn ®ång nhÊt -kh«ng tån t¹i phãng ®iÖn vÇng quang -Khi E t¨ng,phãng ®iÖn tù duy tr×,phãng ®iÖn träc thñng +Trêng kh«ng ®ång nhÊt: -Khi U cha ®¹t tíi trÞ sè Ucthñng sÏ x¶y ra mét d¹ng phãng ®iÖn kh«ng hoµn toµn tån t¹i trong khu vùc nµy gäi lµ phãng

18

Page 19: Giao trinh cao ap va vat lieu dien

®iÖn vÇn quang -Trong ®iÖn trêng ®ång nhÊt vµ gÇn ®ång nhÊt th×

Uphãng ®iÖn vÇng quang=Uträc thñng

-Trong E kh«ng ®ång nhÊt phãng ®iÖn vÇng quang cha dÉn ®Õn ng¾n m¹ch

II>Phãng ®iÖn vÇng quang +Tõ trêng ®ång nhÊt va kh«ng ®ång nhÊt,khi U t¨ng hiÖn tîng phãng ®iÖn träc thñng sÏ x¶y ran gay sau khi cã hiÖn tîng ion ho¸ +Trong tõ trêng kh«ng ®ång nhÊt khi U t¨ng hiÖn tîng phãng ®iÖn do sù h×nh thµnh cña c¸c th¸c ®iÖn tö xuÊt hiÑn trøoc tiªn ë nh÷ng ®iÓm cã Emax(phãng ®iÖn côc bé) +phãng ®iÖn vÇng quang ®îc quan s¸t bÇng nh÷ng ®èm s¸ng tiÕng næ nhá,vïng kh«ng bao quanh ®iÖn cùc bÞ âi hãa thµnh «z«n +§iÖn trêng h×nh thµnh hå quang Lµ Emax khi ®ã xuÊt hiÖn hå quang(trªn bÒ mÆt ®iÖn cùc) Bµi 5.6.T¸c dông cña mµn ch¾n trong ®iÖn tr-

êngkh«ng ®ång nhÊt

C¸c ®iÖn tÝch kh«ng gian lµm E chung bÞ biÕn d¹ng,¶nh hëng tãi qu¸ tr×nh ph¸t triÓn tiÕp theo cña qu¸ tr×nh phãng ®iÖn.V× vËy ®Ó gi¶m phãng ®iÖn ta ding mµn ch¾n gi÷a hai ®iÖn cùc ng¨n c¶n sù di chuyÓn cña c¸c ®iÖn tÝch Mµn ch¾n lµ mét tÊm c¸ch ®iÖn máng ®Æt trong vïng kh«ng gian giöa hai ®iÖn cùc víi mét vÞ trÝ thÝch hîp a>Trêng hîp mòi nhän mang cùc tÝnh d¬ng -C¸c ion d¬ng bÞ ng¨n c¶n bëi mµn ch¾n ®Õn cùc ©m lµm cho ®iÞen trêng phÝa S ®ång nhÊt h¬n.Kho¶ng c¸ch tõ mµn ch¾n ®Õn mòi nhän b»ng 25% kho¶ng c¸ch gi÷a 2 b¶n cùc

U

19

Page 20: Giao trinh cao ap va vat lieu dien

Upd(-)

Upd(+)

d1/d

b>Trêng hîp mòi nhän cùc tÝnh ©m -T¸c dông cña mµn ch¾n t¬ng tù nh trõêng hîp trªn

Bµi5.7.phãng ®iÖn xung kÝch - Thùc tÕ c¸ch ®iÖn cßn chÞu t¸c dông cña UxungkÝch -UxungkÝch xuÊt hiÖn do qu¸ ®iÖn ¸p khÝ quyÓn g©y ra bëi phãng ®iÖn sÐt vµ cã d¹ng sang xung kÝch.U ph¸t triÓn nhanh ®Õn mét gi¸ trÞ max(phÇn ®Çu sãng)sau ®ã gi¶m ®Õn gi¸ trÞ 0(phÇn ®u«i)

Umax

0,5Umax

-Thêi gian phãng ®iÖn :t phãng ®iÖn gåm 3 thµnh phÇn t=to+tg+tf

to thêi gian cÇn thiÕt ddeer Uxung ®¹t gi¸ trÞ ngìngUs

ts thêi gian trÔ tf thêi gian h×nh thµnh phãng ®iÖn Thêi gian phãng ®iÖn cµng ng¾n U cµng lín *C¸ch x©y dùng ®êng ®Æc tÝnh v«n-gi©y -§Æt Uxung mét c¸ch hÖ thèng lªn ke hë c¸ch ®iÖn -Uxung kÝch ®îc cÊp ®iÖn bëi 1 m¸y ph¸t xung ®iÖn ¸p cã t=const nhng biªn ®é cã thÓ biÕn thiªn -Th«ng thêng ngêi ta sö dông kh¸I niÖm U phãng ®iÖn 50%

*Y nghÜa cña ®êng ®Æc tÝnh V/s

NÕu Uphãng diÖn ë phÇn ®Çu sãng =>gi¸ trÞ tøc thêi

20

Page 21: Giao trinh cao ap va vat lieu dien

*§Ó x¸c ®Þnh U50% cÇn thùc hiÖn rÊt nhiÒu lÇn thÝ nghiÖm.§ßng

®Æc tÝnh V-s cã ý nghÜa gi¸ trÞ trong viÖc phèi hîp c¸ch ®iÖn

gi÷a thiÕt bÞ cÇn b¶o vÖ vµ thiÕt bÞ b¶o vÖ

V V

S S

®îc kh«ng ®îc

Bµi 5.7. Phãng ®iÖn trong ®iÖn m«i ch©n kh«ng -C¬ chÕ phãng ®iÖn trong ch©n kh«ng hoµn toµn kh¸c c¬ chÕ phãng ®iÖn trong c¸c ®iÖn m«i kh¸c-Qóa tr×nh x¶y ra trªn c¸c ®iÖn cùc1>C¸c qu¸ tr×nh gi¶i tho¸t ®iÖn tö trong ch©n kh«nga.C¬ chÕ ®èt nãng anod: C¸c e tho¸t ra ë catot b¾n ph¸ anot vµ g©y ra sù ph¸t triÓn côc bé nhiÖt ®é ë anod ®ång thêi gi¶i phãng

21

Page 22: Giao trinh cao ap va vat lieu dien

c¸c khÝ vµ h¬i vµo trong ch©n kh«ng,c¸c e nµy g©y ion ho¸ nguyªn tö khÝ ë anod vµ sinh ra c¸c ion +c¸c ion (+) nµy sÏ chuyÓn ®éng ®Õn catot vµ g©y ra 2 hiÖu øng:+Lµm t¨ng ®iÖn trêng t¹o bëi ®iÖn tÝch kh«ng gian do sinh ra c¸c ®iÖn tö s¬ cÊp+B¾n ph¸ anod ®Ó sinh ra c¸c e thø cÊpQóa tr×nh cø tiÕp diÔn cho ®Õn khi x¶y ra phãng ®iÖn b.C¬ chÕ tho¸t bëi ®iÖn trêng-C¬ chÕ ®èt nãng anod2>C¸c yÕu tè ¶nh hëng ®Õn qu¸ tr×nh trÞ sè ®iÖn ¸p Uct

a.Kho¶ng c¸ch gi÷a 2 ®iÖn cùcd<2mm,bÒ mÆt ®iÖn cùc s¹ch,U ph¸t triÓn ®Õn 1 gi¸ trÞ nµo ®ã th× x¶y ra qu¸ tr×nh tiÒn phãng ®iÖnb.VËt liÖu lµm ®iÖn cùcc¸c ®iÖn cùc lµm b»ng vËt liÖu kh¸c nhau cã Uct kh¸c nhauc.¸p suÊt-kho¶ng c¸ch nhá,nÕu gi¶m p th× kh«ng lµm thay ®æi Uct

-Kho¶ng c¸ch lín,nÕu p t¨ng th× Uctgi¶m ®Õn cùc tiÓu sau ®ã l¹i t¨ng

22

Page 23: Giao trinh cao ap va vat lieu dien

Ch ¬ng 6. §iÖn m«i láng Bµi 1.Giíi thiÖu ®iÖn m«i láng-So víi chÊt khÝ : mËt ®é vËt chÊt lín nªn Uct cao -So víi chÊt r¾n: kh¶ n¨ng lÊp ®Çy mäi kho¶ng kh«ng cÇn ®îc c¸ch ®iÖn nªn h¹n chÕ ®îc sù ph¸t triÓn côc bé cña E-Kh¶ n¨ng t¶n nhiÖt tèt lµm m¸t mba

Bài 2. HiÖn t îng dÉn ®iÖn cña ®iÖn m«i láng1>ChÊt láng cùc tÝnh vµ kh«ng cùc tÝnh+Cùc tÝnh: dÔ bÞ hoµ tan,nÕu cã lÉn t¹p chÊt sÏ cã ®iÖn dÉn cao+Kh«ng cùc tÝnh: cã h»ng sè ®iÖn m«i thÊp§iÖn m«i lµ:hexan,benzen,silicon...øng dông lµm c¸ch ®iÖn trong nghµnh kÜ thuËt ®iÖn2>Qóa tr×nh ®iÖn dÉn ë b¶n th©n ®iÖn m«i-Khi ®Æt trong E ,c¸c e trong ®iÖn m«i láng sÏ tham gia dÉn ®iÖn t¹o thµnh dßng dÉn-C¸c e cã c¸c nguån gèc kh¸c nhau:c¸c ion t¹p chÊt tõ tríc ,sù ph©n li cña c¸c phÇn tö ®iÖn m«i vµ sù x©m nhËp ®iÖn tö tõ ®iÖn cùca.B¶n chÊt vµ nguån gèc cña c¸c ®iÖn tÝch tù do trong ®iÖn m«i láng-Do ph©n ly-§iÖn dÉn ®iÖn dib.Quan hÖ mËt ®é dßng:J vµ E

J

23

Page 24: Giao trinh cao ap va vat lieu dien

Bµi 6.3. qu¸ tr×nh phãng ®iÖn chäc thñng

trong chÊtláng

1>Lý thuyÕt phãng ®iÖn g©y bëi c¸c phÇn tö chÊt r¾nc¸c phÇn tö chÊt r¾n trong ®iªn m«i chÞu t¸c dông bëi lôc F F=r3( )gradE/(2 )NÕu th× F cã híng vÒ vïng Emax nªn c¸c phÇn tö chÊt r¾n sÏ di chuyÓn vÒ phÝa ®iÖn cùc n¬i cã Em¹nh Vµ t¹o nªn c¸c cÇu nèi gi÷a c¸c ®iÖn cùc g©y phãng ®iÖn chäc thñng2>Nghiªn cøu c¸c qu¸ tr×nh phãng ®iÖn b»ng ph¬ng ph¸p quang häc streamer+Giai ®o¹n ph¸t triÓn cña streamer cã d¹ng bôi víi tèc ®é kh«ng lín,chØ quan s¸t víi ®iÖn cùc mòi nhän cã b¸n kÝnh nhá vµ kho¶ng c¸ch giò¨ c¸c ®iÖn cùc bÐ+Thêng gÆp trong c¸ch ®iÖn ë Ucao,U1c

Bµi 6.4. HiÖn t îng phãng ®iÖn chäc thñng

trongøng dông c«ng nghiÖp

C¸c kÕt qu¶ vÒ ®o Updct díi ¶nh hëng cña: +thêi gian t¸c dông cña U +Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®iÖn cùc,kÝch thíc ®iÖn cùc,Uch©t láng

+¶nh hëng cña hµm lîng t¹p chÊt +C¸c thµnh phÇn ho¸ häc cña chÊt lángC¸c biÖn ph¸p ®Ó t¨ng ®é bÒn ®iÖn:-Lo¹i bá t¹p chÊt-c¶i thiÖn ®iÖn cùc-Ulv

24

Page 25: Giao trinh cao ap va vat lieu dien

Ch ¬ng 7.Phãng ®iÖn trong vËt liÖu thÓ r¾n Bµi 1.dÉn ®iÖn trong vËt liÖu c¸ch ®iÖn r¾n

1>Phãng ®iÖn men theo bÒ mÆt sau ®ã tÝnh chÊt c¸ch ®iÖn ®-îc phôc håi,nÕu lµ polime th× c¸ch ®iÖn bÞ gi¶m2>Phãng ®iÖn côc bé: ë c¸c lç trèng trong khi chÕ t¹oa.C¬ chÕ phãng ®iÖn ®iÖn tö-Do mËt ®é ph©n tö khÝ lín lµm x¸c suÊt x¶y ra ion ho¸ do va ch¹m gi¶m lµm E phãng ®iÖn ë trÞ sè caob.C¬ chÕ phãng ®iÖn nhiÖt-c¸c vËt liÖu chÊt r¾n díi Engoµi dÉn ®iÖn vµ ph©n cùc g©y tæn hao ®iÖn m«i ë bªn trong vËt liÖu,x¸c ®Þnh qua c¸c hÖ sè tæn hao biÕn 1 phÇn E®iÖn to¶ ra m«i trêng xung quanh lµm vËt nãng lªn lµm tæn haoa.Phãng ®iÖn c¬ ®iÖnKhi cã t¸c dông c¬ kÐo lµm d¹n g©y ®iÖn trßng cao ë khu vùc nµy lµm chªnh lÖch phãng ®iÖn x¶y ra ë khu vôc nµy

Bµi 2.Phãng ®iÖn bÒ mÆt-Trong m«i trêng khÝ, phãng ®iÖn x¶y ra men theo bÒ mÆt ngoµi cña ®iÖn m«i Up®<Uct

25

Page 26: Giao trinh cao ap va vat lieu dien

*Gi¶i thÝch :+Do E ph¸t triÓn t¹i mét sè ®iÓm thuéc bÒ mÆt+Do chªnh lÖch h»ng sè ®iÖn m«i r¾n khÝ*C¸c trêng hîp :a.Do bÒ mÆt ®iÖn cùc kh«ng hoµn toµn ph¼ng lµm bÒ mÆt tån t¹i líp kh«ng khÝ,khi ®i tõ m«i trêng nµy sang m«i trêng kh¸c,kh«ng khÝ cã ®é bÒn ®iÖn kÐm sÏ lµ ®iÒu kiÖn thuËn lîi cho phãng ®iÖn b.Do bÒ mÆt cña ®iÖn m«i cã Èm bôi lµm líp nµy ph©n bè kh«ng ®Òu,g©y phãng ®iÖn t¹i ®ã*BiÖn ph¸p t¨ng Up®:-ChiÒu dµi ®êng rß ®iÖn t¨ng-Gi¶m kh¶ n¨ng b¸m dÝnh(tr¸ng men)-VÖ sinh,lau röa,kiÓm tra ®Þnh k× Bµi 3.Phãng ®iÖn côc bé-X¶y ra ë c¸c bäc khÝ tói khÝ ë trong vËt liÖu cÊch ®iÖn r¾n lµm vËt liÖu mÊt ®i tÝnh chÊt c¸ch ®iÖn hoµn toµn vµ cã nguy c¬ gi¶m c¸ch ®iÖn +Do cÊu t¹o

d

bªn trong chÊt r¾n c¸ch ®iÖn cã bät khÝ sÏ lµm cÇu nèi cho sù phãng ®iÖn sím h¬n

Ch ¬ng 8. TÝnh chÊt c¬ lý ho¸ cña vËt liÖu c¸ch ®iÖn Bµi 1. C¸c tÝnh chÊt nhiÖt cña vËt liÖu c¸ch ®iÖn1>§é dÉn nhiÖt-§Æc trng b»ng nhiÖt dÉn-¶nh hëng lín ®Õn sù ph¸t nãng cña phÇn dÉn ®iÖn vµ tõ trong thiÕt bÞ2>TÝnh chÞu nãng vµ ®é bÒn nhiÖt-§Æc trng bëi ®é bÒn chÞu nãng(kh¶ n¨ng lµm viÖc l©u dµi díi t¸c dông cña nhiÖt ®é cao mµ kh«ng thay ®æi tÝnh chÊt)-§é bÒn nhiÖt:Kh¶ n¨ng lµm viÖc l©u dµi cho phÐp díi t¸c dông cña nhiÖt ®é mµ kh«ng thay ®æi tÝnh chÊt

26

Page 27: Giao trinh cao ap va vat lieu dien

Bµi 2.TÝnh hót Èm thÊm Èm+Níc lµ ®iªn m«i cùc tÝnh+§é thÊm níc=> tiªu chÈun vÒ ®é thÊm níc1>Sù ngng tô h¬i trªn bÒ mÆt ®iªn m«i-do kh¶ n¨ng b¸m dÝnh cña vËt liÖu lµm c¸c h¹t níc trªn bÒ mÆt cÊch ®iÖn

Bµi 3.TÝnh chÊt c¬ häc1.§é bÒn khi uèn,kÐo,nÐn2.tÝnh gißn.Kh¶ n¨ng vËt liÖu chÞu ®îc t¶i c¬ häc ®éng3.§é cøng4.§é nhít

Ch ¬ng 9. VËt liÖu c¸ch ®iÖn thÓ khÝ Bµi 1.giíi thiÖu c¸ch ®iÖn thÓ khÝI>giíi thiÖu-®iÒu kiÖn ®Ó ®iªn m«i khÝ lµ vËt liÖu c¸ch ®iÖn:®é bÒn ®iÖn,tÝnh chÊt lý ho¸,gi¸ thµnh vµ ¶nh hëng sinh th¸i,kh¶ n¨ng dËp hå quang-Do mËt ®é ph©n tö khÝ bÐ nªn h»ng sè ®iÖn m«i nhá nhÊt trong c¸c ®iÖn m«i -®é bÒn ®iÖn bÐ h¬n vËt liÖu c¸ch ®iÖn thÓ r¾n

27

Page 28: Giao trinh cao ap va vat lieu dien

Bµi 2.C¸c tÝnh chÊt c¬ b¶n1>H»ng sè ®iÖn m«i -HÇu hÕt c¸c chÊt khÝ cã =1-lµ chÊt trung tÝnh n=p/KT mËt ®é ph©n tö phô thuéc nhiÖt ®é vµ ¸p suÊt2>®iÖn dÉn vµ tæn hao ®iÖn m«i-trong E yÕu th× ®iÖn dÉn bÐ J=E-®iÖn dÉn trong E m¹nh t¨ng rÊt nhanh do hiÖn tîng ion ho¸ va ch¹m-Tæn hao ®iÖn m«i trong c¸c chÊt khÝ bÐ h¬n nhiÒu vµ chØ x¸c ®Þnh bëi ®iÖn dÉn3>§é bÒn ®iÖn phô thuéc-§é ®ång nhÊt E-tr¹ng th¸i bÎn chÊt bÒ mÆt ®iÖn cùc-Quuy tr×nh thêi gian t¸c dông cña U-®iÒu kiÖn m«i trêng:P,t0,®ä Èm

Bµi 3.LÜnh vùc sö dông*Kh«ng khÝ -s¶n xuÊt,biÕn ®æi truyÒn t¶i vµ ph©n phèi ®iÖn n¨ng b»ng c¸c thiÕt bÞu ®iÖn n»m trong m«i trêng kh«ng khÝ*SF6-§é bÒn ®iÖn kh¶ n¨ng dËp hå quang lín h¬n kh«ng khÝ-sö dông trong m¸y c¾t cao ¸p*C¸p ®iÖn dïng kh«ng khÝ ,SF6-Cã tæn hao,®iÖn dung nhá,t¶n nhiÖt lµm m¸t tèt h¬n-SF6 cã tÝnh chÊt c¸ch ®iÖn tèt h¬n nhng gi¸ thµnh cao,chiÕm 10% gi¸ thiÕt bÞ,nã cã tÝnh chÊt xÊu ®Õn tÇng «z«n*hydro-Dé bÒn ®iÖn thÊp nhng nhiÖt dÉn cao nªn lµm m¸tv tèt*nit¬dïng trong mba

Ch ¬ng 10. C¸ch ®iÖn thÓ láng Bµi 1.Giíi thiÖusö dông trong mba,tô ®iÖn,c¸p ®iÖn lùc,m¸y c¸t cao ¸p

28

Page 29: Giao trinh cao ap va vat lieu dien

a.Vai trß-Ng©m tÈm c¸c lo¹i vËt liÖu c¸ch ®iÖn thÓ r¾n lµm t¨ng ®é bÒn,tr¸nh phãng ®iÖn côc bé-Lîng dÇu tõ Ýt ®Õn nhiÒu-T¶n nhiÖt vµ dËp hå quang*NÕu dÇu nhít qu¸ th× kh¶ n¨ng lµm m¸t gi¶m Bµi 2.TÝnh chÊt c¸ch ®iÖn1>§iÖn dÉn vµ tæn hao ®iÖn m«i =1012:1017 m

Bµi 3.DÇu má c¸h ®iÖnDÇu má t¹o bëi chng cÊt,cã c¸c lo¹i nh x¨ng dÇu nhên...lµ lo¹i ®iªn m«i láng cã cêng ®é c¸ch ®iÖn cao vµ gi¸ thµnh thÊp nhÊt trong c¸c chÊt láng c¸ch ®iÖn.Do ®ã ®îc sö dông réng r·i trong vËt liÖu c¸ch ®iÖn1>DÇu m¸y biÕn ¸p-TÈm c¸c vËt liÖu c¸ch ®iÖn sîi,xèp,lÊp ®Çy c¸c kho¶ng trèng giò¨ c¸c cuén d©y,vµ cuén d©y víi m¸y biÕn ¸p,c¶i thiÖn t¶n nhiÖt-DËp t¾t hå quang trong c¸c m¸y c¾t dÇu*§iÓm chíp nh¸y:lµ nhiÖt ®é t¹i ®ã dÇu sÏ bèc ch¸y

Ch ¬ng 11.C¸ch ®iÖn thÓ r¾n 29

Page 30: Giao trinh cao ap va vat lieu dien

Bµi 1. Ph©n lo¹i vËt liÖu c¸ch ®iÖn thÓ r¾n-VËt liÖu v« c¬:Gèm,mica,sø,th¹ch anh.thuû tinh-VËt liÖu h÷u c¬:cao su,polime1>Mica vµ c¸c s¶n phÈm cña mica-Lµ kho¸ng s¶n tån t¹i trong tù nhiªn,nã lµ hçn hîp cña c¸c tinh thÓ silicat,nh«m vµ kali-cÊu tróc tÊm-®é bÒn ®iÖn phô thuéc ph¬ng cña E2>Thuû tinh kÜ thuËt ®iÖn-Lµ vËt liÖu cÊu t¹o v« c¬ tõ c¸c tinh thÓ th¹ch anh-thuû tinh tô ®iÖn ®îc dïng lµm ®iªn m«i trongc¸c tô ®iÖn-®é bÒn c¬ cao,kh«ng bÞ ¨n mßn chÞu t¸c dông cña m«i trßng-sîi thuû tinh ®îc sö dông lµm c¸ch ®iÖn trong c¸c cuén d©y-chÞu nhiÖt ®ä cao,kh«ng hót Èm3>Gèm c¸h ®iÖn sø c¸hc ®iÖn-Lmµ tõ c¸c vËt liÖu v« c¬ ®Æc biÖt lµ siliccat -Trén thµnh hçn hîp vµ xö lý t¹o h×nh trong ®iÒu kiÖn kh« hoÆc Èm

Bµi 2.VËt liÖu c¸ch ®iÖn cao ph©n tö polime h÷u c¬1>VËt liÖu nhiÖt dÎo-cã tÝnh chÊt dÎo khi bÞ nung nãng vµ r¾n l¹i khi lµm l¹nha.Polime(PE)CÊu tróc ®èi xøng,nªn lµ ph©n tö trung tÝnh®îc sö dông trong s¶n xuÊt d©y dÉn vµ c¸p tõ nh÷ng n¨m 30-PE ë d¹ng th« cïng víi d©y dÉn ®Ó t¹o thµnh c¸ch ®iÖn cho c¸pb.PVC-®iÒu chÕ b»ng ph¶n øng trïng hîp-cÊu tróc kh«ng ®ãi xøngmlµ ph©n tö cùc tÝnh-ë pcao,liªn kÕt C-Cl lµm PVC cã m«men lìng cùc lín t¹o nªn liªn kÕt Vanderwall

Bµi 3.VËt liÖu c¸ch ®iÖn gèc xenlul«*Nguyªn liÖu cã nguån gèc lµ sîi thùc vËt1>Gç-rÎ ,®é bÒn cao-Ph¶i gia c«ng ®Î t¨ng ®é bÒn chèng mèi mät

30

Page 31: Giao trinh cao ap va vat lieu dien

-lµm cét,xµ ®iÖn-nhîc ®iÓm:tÝnh hót Èm cao,tÝnh c¸ch ®iÖn kh«ng cao2>GiÊy tô ®iÖn-cã tÝnh n¨ng tèt nhÊt,chiÒu dµy nhá,®é bÒn ®iÖn t¨ng th× ®é dµy c¸ch ®iÖn cµng máng

Ch ¬ng12. VËt liÖu tõ Bµi 1.Kh¸i niÖm1>tÝnh chÊt tõ cña nguyªn tö-hiÖu øng tõ:+hiÖu øng tõ do e chuyÓn ®éng-hiÖu øng tõ spin

31

Page 32: Giao trinh cao ap va vat lieu dien

32

Page 33: Giao trinh cao ap va vat lieu dien

33