1- 5 – 1
Hỏi: Tại sao cách điện trong của thiết bị điện cao áp thì sử dụng cách điện giấy dầu, còn cách điện ngoài lại sử dụng cách điện vô cơ như sứ cách điện, thủy tinh v.v…
Đáp: Cách điện trong phần lớn dùng cách điện giấy dầu được chế tạo bằng cách chồng xếp giấy cáp điện rồi tẩm dầu, do xơ sợi có tác dụng ngăn cách trong dầu, còn dầu lại chèn lắp kín khe hở trong giấy, cho nên cường độ điện học rất cao, đặc biệt là cường độ điện học tức thời; có thể đạt trên 100kV/mm, tính công nghệ cũng tương đối tốt, vì thế được sử dụng làm chất cách điện trong ở rất nhiều thiết bị điện cao áp (như tụ điện, cáp điện, biến thế, bộ hỗ cảm v.v…). Những chất vô cơ như sứ cách điện, thủy tinh v.v… do khó biến chất lại ít bị ảnh hưởng của thời tiết khí hậu, mà cường độ cơ học lại cao, lại chịu được phóng điện, vì thế được sử dụng rộng rãi để làm cách điện ngoài của thiết bị điện cao áp.
1 – 5 – 2
Hỏi: Tại sao điện trở cách điện giảm theo sự tăng lên của nhiệt độ?
Đáp: Khi nhiệt độ tăng cao, sự chuyển động của phân tử trong chất cách điện
tăng theo, điện tử trong phân tử dễ thoát ra do sự va chạm lẫn nhau giữa các phân tử làm tăng tính năng dẫn điện trong chất cách điện; đồng thời khi nhiệt độ tăng cao thì thành phần nước trong chất cách điện sẽ bắt đầu trương nở, dài ra, thành dạng sợi nhỏ phân bố giữa hai cực, do trong nước cô chứa tạp chất dẫn điện, vì thế làm tăng tính năng điện trong vật chất cách điện. Tạp chất chứa trong nước và tạp chất tính kiềm, tính axít chứa trong chất cách điện sau khi bị nước phân giải sẽ làm tăng tính năng dẫn điện, do đó khi nhiệt độ tăng cao, điện trở cách điện sẽ giảm thấp.
1- 5 – 3
Hỏi: Độ dày chất cách điện tăng gấp hai lần, phải chăng cường độ chịu áp
cũng tăng gấp hai?
Đáp: Chất cách điện tốt và đồng đều (mê ca rất mỏng) đặt trong điện trường đều thì cường độ chịu áp của nó có tỷ lệ thuận với độ dày.
Nhưng tuyệt đại đa số vật liệu cách điện, do những nguyên nhân như tính không đồng đều về chất liệu và sự khác nhau vế mức độ khô, đặc biệt là, khi độ dày tăng lên nhiệt sinh ra do tốn hao môi chất gây ra trong vật thể cách điện, không thể tán phát toàn bộ đến điện cực hoặc vào môi chất khác chung quanh, tập trung ở lớp trong vật thể cách điện, làm nóng vật cách điện, dể gây ra đánh thủng nhiệt. Do đó, độ dày tăng gấp đôi thì cường độ chịu áp tăng không đến gấp đôi.
1 – 5 – 4
Hỏi: Khi chọn vật liệu cách điện cho tụ điện, mong muốn hệ số cách điện tương đối er Của vật liệu phải lớn một chút, còn khi chọn vật liệu cách điện cho cáp điện và máy điện thì lại yêu cầu er phải nhỏ hơn một chút. Tại sao?
Đáp: Môi chất cách điện có . tác dụng cách điện và cố định cơ học đối với thể dẫn điện với điện thế khác nhau; nhưng trong tụ điện, môi chất còn cổ một tác dụng quan trọng nữa, đó là tàng trữ năng lượng. Đối với tụ điện tấm phẳng thì điện dung của nó C=eo. er.A/d, trong đó eo là hệ số cách điện chân không; er là hệ số cách điện tương đối của môi chất; A là diện tích bản cực; d là khoảng cách giữa hai cực Nếu er lớn, thì điện dung C sẽ tăng lên theo tỉ lệ thuận. Vì thế, khi chọn vật liệu cách điện dùng cho tụ điện, một mặt phải chú ý cường độ điện học, mặt khác muốn er lớn một chút, như vậy có thể giảm thể tích và trọng lượng cho đơn vị dung lượng của tụ điện. Chất cách điện dùng cho cáp điện và máy điện không có yêu cầu tàng trữ năng lượng, muốn tính cực hóa tương đối yếu, tức er tương đối nhỏ. Đối với cách điện cho cáp điện, er nhỏ còn có thể giảm thiểu dòng điện nạp điện khi cáp điện vận hành. Miệng rãnh cuộn dây stato của môtơ có khe hở, nếu er môi chất cách điện thể rắn của môtơ nhỏ chênh lệch với .không khí tương đối nhỏ thì cường độ trường của miệng rãnh hoặc khe hở cũng tương đối nhỏ thì có thể nâng cao điện áp đánh thủng.
1 – 5 – 5
Hỏi: Trong khe hở không khí, thành phần nước trong không khí tăng lên, điện
áp đánh thủng tăng cao, tại sao môi chất thể rắn bị ẩm thì điện áp đánh thủng lại sụt xuống
Đáp: Trong khe hở không khí, nếu độ ẩm tăng lên, thành phần nước trong không khí dễ thu hút điện tử, hình thành ion âm, do hành trình tự do của nó rút ngắn khiến điện áp đánh thủng tăng cao.
Môi chất cách điện thể rắn sau khi hút ẩm, do nước bị thu hút vào bên trong hoặc bề mặt môi chất nó có thể hòa tan tạp chất ion hoặc làm điện ly chất cớ cực tính mạnh, hơn nữa vôi ảnh hưởng của các tạp chất khác, tác dụng điện ly của bản thân thành phần nước tăng mạnh; do đó làm tăng điện ly môi chất thể rắn và tổn hao môi chất, dẫn đến điện áp đánh thủng giảm xuống. Đối với vật liệu xơ sợi dễ hút ẩm thì ảnh hưởng đặc biệt lớn, điện áp đánh thủng sau khi hút ẩm lúc thấp nhất có thể chỉ bằng vài phần trăm lúc khô ráo; cho nên trong vận hành cần chú ý chống ẩm.
1 – 5 – 6
Hỏi: Trong vật liệu cách điện cao áp nếu lẫn lộn bọt khí thì trong vận hành dễ làm hỏng toàn bộ vật liệu cách điện. Tại sao?
Đáp: Trong vật liệu cách điện cao áp, nếu lẫn bọt khí thì sẽ tạo thành môi chất có lớp, cường độ điện trường của nó phân bố U lệ nghịch với hệ số cách điện. Do hệ số cách điện của bọt khí nhỏ, cường độ điện trường lớn, bọt khí sẽ điện ly tự do trước khiến toàn bộ cường độ cách điện giảm, từ đó làm hỏng tính năng của toàn
