" /> Электроизоляционные ПМ | ОДО «ГлавМехСервис»

Электроизоляционные ПМ широко используются в электротехнике и электронике. Практически все промышленно выпускаемые полимеры являются хорошими диэлектриками, то есть имеют удельное объемное электрическое сопротивление от 1010 до 1018 Ом*м (рис. 8).

polimeri8

Приведенные на рис. 8 значения удельного объемного электрического сопротивления обусловлены истинной проводимостью материала при сравнительно невысоких значениях постоянного и низкочастотного напряжения. У промышленных полимеров в подавляющем большинстве случаев эта проводимость обеспечивается носителями тока (электронами и ионами), поставляемыми примесями (например, остатками катализаторов), а также пластификаторами и модифицирующими добавками. С уменьшением зольности полимера его удельное объемное электрическое сопротивление может возрасти на несколько порядков В то же время введение в полимерные композиции антистатических добавок может понизить его до значений менее 10’° Ом-м, что переводит эти композиции в группу антистатических материалов, изделия из которых не способны накапливать на поверхности статические электрические разряды. Наполнение полимеров электропроводящими наполнителями (специальными сортами сажи или порошками металлов) позволяет получать электропроводящие ПМ с удельными объемными электрическими сопротивлениями менее 105 Ом-м.

Однако значительное повышение внешнего напряжения обусловливает лавинообразную ионизацию самого полимера. Это явление, приводящее вследствие образования в диэлектрике электропроводящих каналов к потере им электроизоляционных свойств, называется истинным или внутренним электрическим пробоем, характеризуемым электрической прочностью, равной напряженности электрического поля в диэлектрике в момент его истинного пробоя.

Значение этой характеристики, так же как и удельного объемного сопротивления, зависит от чистоты полимера и резко снижается при наличии примесей. Большое влияние на величину пробивного напряжения оказывает частота переменного тока. При воздействии на ПМ электрического поля высокой частоты они теряют электроизоляционные свойства при значительно меньших напряжениях и вследствие так называемого теплового пробоя. Выделение тепла при этом связано с гистерезисными электрическими потерями, обусловленными поляризацией полимера в переменном электрическом поле. Интенсивность тепловыделения возрастает с увеличением полярности и особенно гидрофильности полимера. Доля энергии переменного электрического поля, переходящая в полимере в тепловую энергию, характеризуется величиной тангенса угла диэлектрических потерь (рис. 9).

polimeri9

Из рис. 9 видно, что эта характеристика полимеров изменяется в широких пределах. У неполярных полимеров тангенс угла диэлектрических потерь не превышает 0,001. Такие материалы называются высокочастотными диэлектриками и могут использоваться при высоких частотах электрического поля в электронике и радиотехнике. ПМ с большими значениями тенгенса угла диэлектрических потерь называются низкочастотными диэлектриками, и их применение ограничено.

Величину тангенса угла диэлектрических потерь можно улучшить введением в полимер неполярных наполнителей (например, кварцевой муки).