POLITECHNIKA POZNAŃSKA INSTYTUT ELEKTOENERGETYKI Zakład Wysokich Napięć
Ćwiczenie nr 6 Temat: Zależność przenikalności elektrycznej i kąta zwilżania dielektryków stałych
Rok akademicki: 2004/2005 Wydział Elektryczny Studia dzienne magisterskie Grupa: UEiIwPiP	Wykonawcy: 1. Matuszak Paweł 2. Melonek Andrzej 3. Patron Grzegorz	Data
				Wykonania ćwiczenia 04.04.2005	Oddania sprawozdania 27.04.2005
Uwagi:

1. Pomiary

Pomiary przeprowadziliśmy dla częstotliwości f = 1 [kHz]

Nazwa materiału	C [pF]	Grubość próbki [m]				Wymiary kropli
				1	2	3	średnia	szer.	wys.
Silopren 2841	17,8	3,00	3,13	3,17	3,10	191	86
Porcelana	19,6	5,36	5,38	5,28	5,34	569	165
Szkło	37,1	4,50	4,10	4,34	4,31	517	166
Polietylen	22,6	2,24	2,48	2,06	2,26	347	47
Polietylen półprzewodz.	137,2	0,96	0,93	0,96	0,95	336	86
Elitel 4450	38,5	2,16	2,30	2,24	2,23	275	48
Inezit E	224,8	0,30	0,30	0,33	0,31	274	51
PCV techniczny	53,2	2,33	2,12	2,10	2,18	385	150
Silopren 2950	20,2	4,10	3,73	3,83	3,89	211	99
PCV medyczny	49,3	2,12	2,28	2,09	2,16	297	87
Silopren Electro 180	54,6	1,12	1,22	1,26	1,20	296	87
Kapton	303,7	0,14	0,14	0,14	0,14	285	59
Poliuretan	57,6	2,42	2,23	2,32	2,32	339	56
Guma półprzewodząca	2660	2,35	2,32	2,20	2,29	295	71

2. Obliczenia

Nazwa materiału	ϕ [°]	r	θ [°]	C0 [pF]	ε
Silopren 2841	0,838	96,0	84,0	7,28	2,44
Porcelana	1,045	327,8	60,2	4,23	4,64
Szkło	1,000	284,3	65,4	5,24	7,08
Polietylen	1,306	343,7	30,3	9,99	2,26
Polietylen półprzewodn.	1,098	207,1	54,2	23,77	5,77
Elitel 4450	1,235	220,9	38,5	10,13	3,8
Inezit E	1,214	209,5	40,8	72,84	3,09
PCV techniczny	0,909	198,5	75,9	10,36	5,14
Silopren 2950	0,817	105,7	86,4	5,8	3,48
PCV medyczny	1,041	170,2	60,7	10,45	4,72
Silopren Electro 180	1,039	169,4	60,9	18,82	2,9
Kapton	1,178	201,6	45	161,29	1,88
Poliuretan	1,252	284,5	36,6	9,73	5,92
Guma półprzewodząca	1,122	188,7	51,4	9,86	269,76

3. Wzory użyte w obliczeniach

przenikalność:

współczynnik przenikalności elektrycznej:

kąt zwilżania:

wyznaczony z rys:

promień r:

wyznaczony z rys:

gdyż:

oraz:

Wykres zależności przenikalności od kąta zwilżenia:

Wnioski

Z pomiarów widać, iż badane próbki posiadały właściwości hydrofilne. Właściwości te zaobserwowaliśmy nawet dla PCV i polietylenu, które według literatury powinny być hydrofobowe. Może to wynikać z faktu, iż badane próbki były nieoczyszczone, a osiadły na nich bród mógł pogorszyć właściwości hydrofobowe.

Konstrukcja izolacji oraz elementów narażonych na działanie wysokich napięć powinna być wykonana z materiałów hydrofobowych. Wynika to z faktu, iż w przypadku przebicia izolacji wytworzonej ze źle dobranego materiału, w warunkach dużej wilgotności na powierzchni materiałów hydrofilnych mogą powstać ścieżki złożone z wody, które mogą przewodzić prąd. W przypadku zastosowania materiałów hydrofobowych nie ma tego problemu, gdyż na ich powierzchni krople wody ulegają najczęściej skupieniu i odosobnieniu.

Nietypowy był również wysoki wynik obliczeń przenikalności elektrycznej dla gumy półprzewodzącej. Jej wartość jest znacznie wyższa od spodziewanej. Może to być wynikiem błędu pomiaru wynikającego z niepoprawnego działania miernika (do pomiaru pojemności gumy półprzewodzącej należało miernik przeskalować, zatem mógł on niepoprawnie podawać wartość dla danej skali). Pomiar ten uznałem za błąd gruby i nie uwzględniłem go w wykresie.

---