Dielektrični plinovi

Dielektrički materijali su u osnovi čisti električni izolatori. Primjenom razumne električne polje, dielektrični plinovi mogu biti polarizirani. Vakuum, čvrste tvari, tekućine i plinovi mogu biti dielektrički materijal. Dielektrični plin također se naziva izolacijskim plinom. To je dielektrični materijal u plinastom stanju koji može spriječiti električni ispad. Suha zrak, šesterokisikov vodik (SF6) itd. su primjeri plinastih dielektričnih materijala.
Dielektrički plinovi nisu praktički slobodni od električno nabijenih čestica. Kada se periferijsko električno polje primijeni na plin, stvaraju se slobodni elektroni. Ovi slobodni elektroni ubrzavaju se od katode do anode pod utjecajem električnog tlaka koji na njih djeluje.

Kada ovi elektroni dostignu dovoljnu energiju da udariju elektrone atoma plina ili molekula, a zatim elektroni nisu više vezani za molekule, koncentracija elektrona počinje eksponencijalno rasti. Rezultat toga je prekid. Neki plinovi, poput SF6, su jako vezani (elektroni su jako vezani za molekul), neki su slabo vezani, na primjer, kisik, a neki nisu uopće vezani, na primjer, N2. Primjeri dielektričnih plinova su Amonijak, Zrak, Ugljični dioksid, šesterokisikov vodik (SF6), Ugljen monooksid, Azot, Vodik itd. Sadržaj vlage u dielektričnim plinovima može promijeniti svojstva kako bi bili dobri dielektrični materijali.

Prekid u plinovima

U stvari, radi se o padu otpornosti izolacijskih plinova. To će se dogoditi kada primijenjena napon premaši naponski prekid (dielektrična čvrstoća). Kao rezultat toga, plin će početi provoditi. To znači, doći će do jakog porasta napona u malom području u plinu. Ovo područje jake naponske eksplozije je uzrok parcijalne jonizacije okolnog plina i započinje provodljivost. To se intenzivno koristi u niskopritisnim razbojkama (u elektrostatickom prašnjaku ili u fluorescentnim svjetiljkama).

Paschenov zakon aproksimira napon koji uzrokuje električni prekid (V = f(pd)). To je zapravo jednadžba koja objašnjava naponski prekid kao funkciju produkta tlaka i duljine praznine. Tada se dobije krivulja, to se naziva Paschenova krivulja. Paschenova krivulja za zrak i argon prikazana je na slici 1.
Ovdje, smanjivanjem tlaka, naponski prekid također opada, a zatim postupno raste i premaši originalnu vrijednost. Na standardnom tlaku, naponski prekid smanjuje se s povećanjem duljine praznine do određene točke.

Kada se duljina praznine smanji ispod te točke, tada naponski prekid počinje rasti i premaši svoju originalnu vrijednost. Pri visokom tlaku i povećanoj duljini praznine, naponski prekid je približno proporcionalan produktu ova dva. Ovo je približno proporcionalno zbog efekata elektroda (mikroskopska neravnina elektroda može uzrokovati prekid). Naponski prekid dielektričnih plinova je također približno proporcionalan gustoći.

Mehanizam prekida

Mehanizam prekida direktno ovisi o prirodi dielektričnih plinova i polarnosti elektroda na kojem prekid započinje. Ako prekid započne na katodi, tada je inicijalni doprinos elektrona samim elektrodama. Tada se elektroni ubrzavaju, formiraju se mnogi elektroni, što rezultira prekidom. Ako prekid započne na anodi, tada je inicijalni doprinos elektrona samim plinom. Na primjer, zrak i SF6 plin. Mali šiljasti vrh u plinu također može biti uzrok prekida plinske praznine. To se događa kao rezultat postupnih procesa prekida. Formiranje korone (tj. korona razbojka) može biti povezano s ovim. To je zapravo kratka emitacija energije (razbojka) i rezultira slabo joniziranim kanalima plina. Kada je polje previsoko, jedan od ovih kanala će provoditi.

Svojstva dielektričnih plinova

Željena svojstva odličnog plinskog dielektričnog materijala su sljedeća

• Najveća dielektrična čvrstoća.

• Dobri prijenos topline.

• Nepaljivi.

• Hemijska inertnost prema materijalima za izgradnju.

• Inertnost.

• Ekološki neotrošan.

• Niska temperatura kondenzacije.

• Visoka toplinska stabilnost.

• Dostupan po niskoj cijeni

Primjena dielektričnih plinova

Koriste se u transformatorima, radar sklopovima, prekidačima strujnog kruga, prekidačima, visokonaponskom prekidu, hlađivačima. Obično se koriste u visokonaponskim aplikacijama.

Izjava: Poštujte original, dobre članke vrijede za djeljenje, ako postoji kršenje autorskih prava molimo kontaktirajte za brisanje.