Диэлектрические свойства трансформаторного масла Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

5. Abbasov Yo.S., Uzbekov M.O. Studies efficiency solar air collector // Austrian journal of technical and natural sciences. № 7-8, 2016.

6. UzbekovM.O., Abbasov E.S. Efficiency of Heat Exchange of a Solar Air Collector with a Light-Absorbing Surface Made of Stainless Steel Shavings // International Journal of Advanced Research in Science, Engineering and Technology. Vol. 5. Issue 2. February, 2018.

7. Abbasov Yo.S., Uzbekov M.O. Studies efficiency solar air collector // Austrian journal of technical and natural sciences. № 7-8. 2016.

8. Узбеков М.О., Туйчиев З.З., Бойназаров Б.Б., Турсунов Д.А., Халилова Ф.А. Исследование термического сопротивления солнечного воздухонагревателя с металлической стружкой // Энергосбережение и водоподготовка. № 4 (120), 2019. Август.

DIELECTRIC PROPERTIES OF TRANSFORMING OIL Abdunazarov AA. (Republic of Uzbekistan)

Abdunazarov Akhliddin Abdurashidovich - Trainee-Applicant,

PETROCHEMICAL LABORATORY, INSTITUTE OF GENERAL AND INORGANIC CHEMISTRY ACADEMY OF SCIENCE OF THE REPUBLIC OF UZBEKISTAN, TASHKENT, REPUBLIC OF UZBEKISTAN

Abstract: this article presents the dielectric constant of the tangent of the dielectric loss angle of oils obtained from local raw materials. Dielectric losses characterize the energy lost when an electric current passes through a capacitor. Thus, the parameters characterizing oil dielectrics in an alternating electric field are e and e or e and tgS. In the laboratory, the dependence of the real and imaginary parts of the dielectric constant on the frequency at room temperature was studied and the correspondence of the physicochemical characteristics of the oil to the standard was determined based on the analysis of the results.

Keywords: dielectric, dielectric loss, relaxation time, alternating current, oil, angle tangent.

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТРАНСФОРМАТОРНОГО

МАСЛА

Абдуназаров А.А. (Республика Узбекистан) Email: [email protected]

Абдуназаров Ахлиддин Абдурашидович - стажёр-соискатель, лаборатория нефтехимии, Институт общей и неорганической химии Академия наук Республики Узбекистан, г. Ташкент, Республика Узбекистан

Аннотация: в данной статье представлены диэлектрические проницаемости тангенс угла диэлектрических потерь масел, полученных из местного сырья. Диэлектрические потери характеризуют энергию, потерянную при прохождении электрического тока через конденсатор. Таким образом, параметрами, характеризующими масляные диэлектрики в переменном электрическом поле, являются e и e или e и tgS. В лаборатории была изучена зависимость реальных и мнимых частей диэлектрической проницаемости от частоты при комнатной температуре и определено соответствие физико-химических характеристик масла стандарту на основе анализа результатов.

Ключевые слова: диэлектрик, диэлектрические потери, время релаксации, переменный ток, масло, тангенс угла.

Поведение диэлектриков в переменном электрическом поле характеризуется диэлектрической проницаемостью и диэлектрическими потерями. Диэлектрическая

проницаемость £ характеризует увеличение емкости по отношению с предыдущей С0 при введении диэлектрика в конденсатор.

С С

Диэлектрические потери характеризуют энергию, потерянную при прохождении электрического тока через конденсатор с диэлектриком.

После наложения на образец электрического поля, по прошествии достаточного времени, устанавливается равновесная ориентация по всем молекулам и в образце возникает максимальная поляризация, соответствующая наибольшему значению диэлектрической

проницаемости, называемой статической диэлектрической проницаемостью С другой стороны, если поляризация измеряется непосредственно после наложения поля, когда ориентация далека от равновесного состояния, мгновенная диэлектрическая проницаемость,

обозначаемая , будет мала и обусловлена только деформационным механизмом. Между этими крайними точками временной шкалы имеет место дисперсия диэлектрической

проницаемости -переход от высокого к низкому значению £. Рассмотрим это с наложения на

диэлектрик переменного электрического поля Е, имеющего амплитуду Е0 и угловую частоту OJ:

Е= Е 0 tos ( t

При этом возникает поляризация переменного направления и, если частота достаточно велика, ориентация диполей неизбежно отстают от приложенного поля. Математически это

можно выразить как запаздывание по фазе S электрического смещения:

D0 (tos ( t— S) ,

что можно записать в виде

D=Dj tos (t — D2 sin ( t

где

Di=D0 tos S и D2=D0 sin S

Отсюда можно определить две компоненты диэлектрической проницаемости,

Di D2 £ --— £ --—

£о Eq £О EQ

которые, связаны соотношением

7= tgS.

Эти две величины удобно рассматривать вместе, объединив их в комплексной диэлектрической проницаемости:

£* = £ — Í £ .

Работа может быть произведена только последней составляющей, и физический смысл величины tg , становится понятен:

„ £ Энергия,диссипироеанная за период

tgO =—=ОС-

£ Полная энергия за период

Величина £ называется фактором диэлектрических потерь, а tgS обычно называют тангенсом диэлектрических потерь, или коэффициентом потерь.

Величины е и е определяются экспериментальным путем и характеризуют диэлектрическую дисперсию в широком диапазоне частот. Для интерпретации полученных зависимостей необходимо установить связь этих макроскопических измеряемых величин со свойствами молекул, используя модель, которая описывала бы отклик молекул на внешнее поле.

Таким образом, параметрами, характеризующими масляные диэлектрики в переменном электрическом поле, являются е и е или е и tg5 [1]. Для изучения параметров масляных диэлектриков в переменном электрическом поле исследуются отношения е и е ( е и tg5) в зависимости от температуры и частоты в широком интервале. После получения этих связей можно охарактеризовать подвижность дипольных молекул в масле, функцию распределения времени релаксации диполей.

Измерение на непрерывной частоте обычно выполняются для научных целей, но на практике измеряют на некоторых стандартных частотах для контроля и оценки диэлектрических материалов, т.е. при частотах 1 О-2- 1 О-4 Гц. На таких частотах для определения е и е методы моста не подходят, так как стабилизация моста занимает много времени. Поэтому удобно определять заряд образца конденсатора, измеряя токов заряда-разряда конденсатора и связывая их с е и е с помощью формулы преобразования Фурье [2].

При измерении зарядного и разрядного токов конденсаторов, электроды помещаются в измерительную ячейку, образец устанавливают в измерительную коробку, и электроды подключатся к электрометрическому усилителю и источнику постоянного напряжения.

Выход электрометрического усилителя подключают к монитору. Образцу приложиться мгновенное (каскадное) напряжение с характерной зависимостью от времени током. Сначала токи быстро растут, а затем со временем замедляются.

Зарядный ток является суммой поляризационного тока и тока проводимости, который определяется электрическим сопротивлением при постоянном токе, и не изменяется со

временем. Ток проводимости может перекрывать поляризационный ток, тогда и могут привести к неточным результатам. Чтобы избежать этого, ток проводимости нужно вычесть из измеряемого разрядного тока. Ток проводимости можно определить графически вычитанием разрядного тока из зарядного.

Рис. 1. Диэлектрические свойства трансформаторного масла

На рисунке показана зависимость действительной и мнимой частей диэлектрической проницаемости от частоты при комнатной температуре, полученная с автоматизированной обработкой результатов.

Как видно из рисунка диэлектрические потери практически не изменяются в диапазоне частот 101 - 103 Гц. Его значение составляет tg5=1,7. Это указывает на то, что новый образец трансформаторного масла TRM-AA соответствует диэлектрическим потерям обычных стандартных трансформаторных масел.

Список литературы /References

1. Блайт Э.Р., Блур Д. Электрические свойства полимеров. Пер. с англ. М.: Физматлит, 2008. 376 с.

2. Сажин Б.И. и др. Электрические свойства полимеров. Л. Химия, 1970. 376 с.