|
| |
|
Слаботочка Книги Выбор влагозащитного матерала, основным иазначением .которого является способность противостоять ваадействию внешних физических факторов, необходимо производить по коаффицяенту диффувии н влагопроницаемости, которые определяют длительность Бремени эффективной влагозащиты. Известно, что электропроводность многих материалов начинает увеличиваться в зависимости от концентрации содержащейся в них влаги. Увеличение электропроводности наступает особо заметно при .концентрации влаги в материале, превышающей некоторую критическую величину.. Это подтверждается сильной зависимостью удельного электрического сопротивления материалов от относительной влажности воздуха. Влажность, при .которой начинается ухудшение электрических свойств материала, можно одре-делить также как критическую. Используя значения критического давления паров воды Ркр и давление их при насыщении ро, можно найти время, .в течение .которого в выбранном слое установится критическая концентрация влаги, соответствующая ркр: JIln\JL(i-P)l (5) где т - время эффективной влагозащиты; / - толщина испытуемого образца материала; D-.коэффициент диффузии для да.н,ного материала. Значения влажностных характеристик основных конструкционных материалов приведены в [7, 8, 12, 13]. Однако по величине влажностных характеристик невозможно полностью оценить материалы с точки 31рения их электроизоляционных свойств. Поэтому в практике .о влагостойкости диэлектриков принято судить по изменению их электропроводности и диэлектрическим потеря1М в зависимости от усЛОвий влажной среды. В первую очередь .воздействие повышенной влажности .воздухд отражается на поверхностном сопротивлении диэлектриков. Адсорбция влаги на поверхности материала находится в прямой зависимости от относительной влажности и температуры окружающей среды. Установлено, что lace тела даже в атмосфере с нормальной влажностью (относительная влажность около 65%) покрыты тончайшей пленкой воды. При низкой отиосителы-юй влажности на поверхности материала образуется мономолекулярный слой воды, при более высокой влажности .начинает формироваться полимолекуляряый слой, толщина которого реэко возрастает с . приближением относительной влажности к 90%. Толщина Пленки ,0оды при относительной влажности 65% колеблется от 0,001 до 0,01 мкм. На гидрофильных, хорошо смачиваемых телах, эта пленка непрерывна, а на гидрофобных, не смачиваемых, прерывиста Значительное снижение поверхностного и .объемного сопротивлений диэлектриков наблюдается при -наличии на поверхности или в объеме материалов химических загрязнений, способных к диссоциации, или частично растворимых (в воде веществ. При увлажнении таких материалов .поверхностная этроводимость диэлектриков увеличивается в большей степени, чем это следует из роста толщины адсорбированной плевки .воды на поверхности образца. Наличие химических загрязнений способствует формированию сплаш1ной пленки влаги в условиях повышенной влажности, т. е. ухудшает пидрофобность материалов. В отечественной и зарубежной литературе сопротивление диэлектриков рэсомэтриваетоя как суммарное сопротивление, имеющее поверхностную и объемную составляющие ,[в, 14, 15], Rs + R Gs + G где Rs - .поверхностное оапротивление; R - объемное сопротивление; Gs - поверкностная проводимость; G - Объемная проводимость. Каждая из составляющих определяется .из геометрического расположения электродов и .свойств диэлектрика (рис. 6, а, б): где ps - удельн,ое поверхностное .сопротивление; b электродами; а i- длина электродов. А S • (7). зазор между (8) где р - удельное объемное соцротивление; h - толщина образца; 5 - площадь электрода.  6) В)  Рис. 6. К расчету сопротивления образца диэлектрика. а - поверхностного; б - объемного; в - внутреннего. В РЭА нередко используются изотропные диэлектрики со (слоистой структурой (гетинакс, .стеклотекстолит и др.), .в которых .при увлажнении электрическое сопротивление в направлении вдоль слоев меньше, чем в перпендикулярном направлении. Характеристикой таких материалов наряду с перечисленными .выше служит внутреннее .сопротивление (внутренняя проводимость), которое 16 определяется между двумя стандартными дилиндричеокими электродами (рис. 6, в): плотно вставленными Gi cd где Ri - внутреннее содрот,ивление; Gi - внутренняя проводп-мость; Pi - удельное внутреннее сапротивление; d - диаметр электрода; с - высота ©лектрода; / - «ратчайшее расстояние между электродами. Процесс увлажнения изотропного материала схематически представлен на рис. 7. Поглощение влаги объемом материала начинается одновременно с ее адсорбцией и продолжается -после завершения этого процесса, т. е. параллельно адсорбированному слою влаги, находящемуся на поверхности образца; по мере поглощения влаги объемом образца непрерывно подключаются увлажненные -элементарные участки в объеме материала. Рис. 7. Схематическое изображение влияния влаги при определении сопротивлении увлажненного изотропного диэлектрика. I, 2 ~ электроды; 3 - токи утечки по адсорбированному слою воды; 4, 5 - токи утечки в объеме увлажненного диэлектрика; . 6 - динамика процесса увлажнения; 7-испытуемый образец.
Снижение сопротивления электрической изоляции будет продолжаться практически до момента, .когда сопротивлевие самого глубокого увлажненного участка 5 будет достаточно большим по сравнению с ранее увлажненными участками 4. При зксперимен-тальном .снятии зависимости сопротивления от времени увлажнения это выражается в .сравнительно .длительном времени достижения установившегося значения сопротивления. Длительность процесса увлажнения зависит от многих факторов: параметров окружающей среды, структуры .материала, жоличества и характера дефектов в нем, .качества обработки при изготовлении деталей и т. д. Степень и скорость .снижения общего .сопротивления, вызванного влиянием увлажненных участков в объеме материала, являются менее значительными, чем снижение сопротивления при аДсор1б-ции влаги. Это объясняется меньшей подвижностью носителей за-I рядов в объеме материала, медленной диффузией влаги в .материале по сравнению с процессам адсорбции и параллельным подключением участков с возрастающим значением .сопротивления из-за увеличения их длины по мере увлажнения более глубоких слоев. Чем больше влаги сорбирует .материал, тем существеннее ухудшаются .его .свойства в состоянии увлажнения. Однако нередко наблюдаются отклонения от такой закономерности, так .как на 0 1 2 3 [4] 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 |
|||||||||||||||||||||