காப்பு மின்கடத்தா வலிமை. கணக்கீட்டு எடுத்துக்காட்டுகள்

மின்கடத்தா (இன்சுலேஷன்) மூலம் பிரிக்கப்பட்ட கடத்திகளுக்கு இடையில் மின்னழுத்தம் படிப்படியாக அதிகரிப்பதன் மூலம், மின்தேக்கி தகடுகள் அல்லது கேபிள் கம்பிகளை நடத்துதல், மின்கடத்தா அதிகரிப்பில் மின்சார புலத்தின் தீவிரம் (வலிமை) அதிகரிக்கிறது. கம்பிகளுக்கு இடையே உள்ள தூரம் குறைவதால் மின்கடத்தா மின் புலத்தின் வலிமையும் அதிகரிக்கிறது.

ஒரு குறிப்பிட்ட புல வலிமையில், மின்கடத்தாவில் ஒரு முறிவு ஏற்படுகிறது, ஒரு தீப்பொறி அல்லது வில் உருவாகிறது மற்றும் மின்சுற்றில் மின்னோட்டம் தோன்றுகிறது. இன்சுலேஷனின் முறிவு ஏற்படும் மின்சார புலத்தின் வலிமையானது இன்சுலேஷனின் மின் வலிமை Epr என்று அழைக்கப்படுகிறது.

மின்கடத்தா வலிமை என்பது ஒரு மிமீ இன்சுலேஷன் தடிமன் மின்னழுத்தமாக வரையறுக்கப்படுகிறது மற்றும் V/mm (kV/mm) அல்லது kV/cm இல் அளவிடப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, மென்மையான தட்டுகளுக்கு இடையில் காற்றின் மின்கடத்தா வலிமை 32 kV / cm ஆகும்.

கடத்திகள் சம இடைவெளியால் பிரிக்கப்பட்ட தட்டுகள் அல்லது கீற்றுகள் வடிவில் இருக்கும்போது (எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு காகித மின்தேக்கியில்) ஒரு மின்கடத்தாவில் உள்ள மின்சார புலத்தின் வலிமை சூத்திரத்தால் கணக்கிடப்படுகிறது.

E = U / d,

இங்கு U என்பது கம்பிகளுக்கு இடையே உள்ள மின்னழுத்தம், V (kV); d - மின்கடத்தா அடுக்கின் தடிமன், மிமீ (செ.மீ.).

எடுத்துக்காட்டுகள்

1. தகடுகளுக்கு இடையே உள்ள மின்னழுத்தம் U = 100 kV (படம் 1) எனில் தகடுகளுக்கு இடையே உள்ள 3 செமீ தடிமனான காற்று இடைவெளியில் உள்ள மின்சார புல வலிமை என்ன?

அரிசி. 1.

மின்சார புல வலிமை: E = U / d = 100000/3 = 33333 V / cm.

அத்தகைய மின்னழுத்தம் காற்றின் மின்கடத்தா வலிமையை (32 kV / cm) மீறுகிறது மற்றும் அழிவின் ஆபத்து உள்ளது.

எடுத்துக்காட்டாக, 5 செ.மீ இடைவெளியை அதிகரிப்பதன் மூலம் அல்லது மின்சார அட்டை (படம் 2) போன்ற காற்றிற்குப் பதிலாக மற்ற வலுவான காப்புகளைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் DC சேதத்தின் அபாயத்தைத் தடுக்கலாம்.

அரிசி. 2.

மின் அட்டை ε = 2 மின்கடத்தா மாறிலி மற்றும் 80,000 V/cm மின்கடத்தா வலிமை கொண்டது. எங்கள் விஷயத்தில், இன்சுலேஷனில் உள்ள மின்சார புல வலிமை 33333 V ஆகும். காற்று இந்த சக்தியைத் தாங்க முடியாது, அதே நேரத்தில் மின்சார அட்டை 80,000/33333 = 2.4 மின்கடத்தா வலிமையைக் கொண்டுள்ளது, ஏனெனில் மின் பெட்டியின் மின்கடத்தா வலிமை உள்ளது. 80,000/32,000 = காற்றை விட 2.5 மடங்கு.

2. மின்தேக்கி U = 6 kV மின்னழுத்தத்துடன் இணைக்கப்பட்டிருந்தால், 3 மிமீ தடிமன் கொண்ட ஒரு மின்தேக்கியின் மின்கடத்தாவில் உள்ள மின்சார புல வலிமை என்ன?

E = U / d = 6000 / 0.3 = 20000 V / cm.

3. 2 மிமீ தடிமன் கொண்ட ஒரு மின்கடத்தா 30 kV மின்னழுத்தத்தில் உடைகிறது. அதன் மின் வலிமை என்ன?

E = U / d = 30,000 / 0.2 = 150,000 V / cm = 150 kV / cm. கண்ணாடி அத்தகைய மின் வலிமையைக் கொண்டுள்ளது.

4. மின்தேக்கியின் தட்டுகளுக்கு இடையில் உள்ள இடைவெளி மின்சார அட்டை அடுக்குகள் மற்றும் அதே தடிமன் கொண்ட மைக்கா அடுக்கு (படம் 3) ஆகியவற்றால் நிரப்பப்படுகிறது. மின்தேக்கியின் தட்டுகளுக்கு இடையே உள்ள மின்னழுத்தம் U = 10000 V. மின் அட்டையில் மின்கடத்தா மாறிலி ε1 = 2 மற்றும் மைக்கா ε2 = 8 உள்ளது.மின்னழுத்தம் U காப்பு அடுக்குகளுக்கு இடையில் எவ்வாறு விநியோகிக்கப்படும் மற்றும் தனிப்பட்ட அடுக்குகளில் மின்சார புலம் என்ன தீவிரத்தை கொண்டிருக்கும்?

அரிசி. 3.

அதே தடிமன் கொண்ட மின்கடத்தா அடுக்குகளில் U1 மற்றும் U2 மின்னழுத்தங்கள் சமமாக இருக்காது. மின்தேக்கி மின்னழுத்தம் U1 மற்றும் U2 மின்னழுத்தங்களாக பிரிக்கப்படும், இது மின்கடத்தா மாறிலிகளுக்கு நேர்மாறான விகிதாசாரமாக இருக்கும்:

U1 / U2 = ε2 / ε1 = 8/2 = 4/1 = 4;

U1 = 4 ∙ U2.

U = U1 + U2 என்பதால், இரண்டு அறியப்படாத இரண்டு சமன்பாடுகள் உள்ளன.

முதல் சமன்பாட்டை இரண்டாவதாக மாற்றவும்: U = 4 ∙ U2 + U2 = 5 ∙ U2.

எனவே, 10000 V = 5 ∙ U2; U2 = 2000 V; U1 = 4, U2 = 8000V.

மின்கடத்தா அடுக்குகள் ஒரே தடிமன் என்றாலும், அவை சமமாக சார்ஜ் செய்யப்படுவதில்லை. அதிக மின்கடத்தா மாறிலி கொண்ட ஒரு மின்கடத்தா குறைவாக ஏற்றப்படும் (U2 = 2000 V) மற்றும் நேர்மாறாக (U1 = 8000 V).

மின்கடத்தா அடுக்குகளில் மின் புல வலிமை E சமம்:

E1 = U1 / d1 = 8000 / 0.2 = 40,000 V / cm;

E2 = U2 / d2 = 2000 / 0.2 = 10000 V / cm.

மின்கடத்தா மாறிலியின் வேறுபாடு மின்சார புலத்தின் வலிமையை அதிகரிக்க வழிவகுக்கிறது. முழு இடைவெளியும் ஒரே ஒரு மின்கடத்தா மூலம் நிரப்பப்பட்டிருந்தால், எடுத்துக்காட்டாக, மைக்கா அல்லது மின் அட்டை, மின்சார புல வலிமை சிறியதாக இருக்கும், ஏனெனில் அது இடைவெளியில் சமமாக விநியோகிக்கப்படும்:

E = U / d = (U1 + U2) / (d1 + d2) = 10000 / 0.4 = 25000 V / cm.

எனவே மிகவும் வேறுபட்ட மின்கடத்தா மாறிலிகளுடன் கூடிய சிக்கலான காப்புப் பயன்பாட்டைத் தவிர்ப்பது அவசியம். அதே காரணத்திற்காக, காற்று குமிழ்கள் காப்பில் உருவாகும்போது தோல்வியின் ஆபத்து அதிகரிக்கிறது.

5. மின்கடத்தா அடுக்குகளின் தடிமன் ஒரே மாதிரியாக இல்லாவிட்டால், முந்தைய எடுத்துக்காட்டில் இருந்து மின்தேக்கி மின்கடத்தாவில் உள்ள மின்சார புலத்தின் வலிமையை தீர்மானிக்கவும்.மின் பலகை ஒரு தடிமன் d1 = 0.2 மிமீ மற்றும் மைக்கா d2 = 3.8 மிமீ (படம் 4) உள்ளது.

அரிசி. 4.

மின்புல வலிமை மின்கடத்தா மாறிலிகளுக்கு நேர்மாறான விகிதத்தில் விநியோகிக்கப்படும்:

E1 / E2 = ε2 / ε1 = 8/2 = 4.

E1 = U1 / d1 = U1 / 0.2 மற்றும் E2 = U2 / d2 = U2 / 3.8, பின்னர் E1 / E2 = (U1 / 0.2) / (U2 / 3.8) = (U1 ∙ 3.8) / (0.2 ∙ U2) = 19 ∙ U1 / U2.

எனவே E1 / E2 = 4 = 19 ∙ U1 / U2, அல்லது U1 / U2 = 4/19.

மின்கடத்தா அடுக்குகளில் உள்ள மின்னழுத்தங்களின் கூட்டுத்தொகை U1 மற்றும் U2 மூல மின்னழுத்தம் U: U = U1 + U2; 10000 = U1 + U2.

U1 = 4/19 ∙ U2 என்பதால், 10000 = 4/10 ∙ U2 + U2 = 23/19 ∙ U2; U2 = 190,000 /23 = 8260 V; U1 = U-U2 = 1740V.

மைக்காவில் உள்ள மின்சார புலத்தின் வலிமை E2 ∙ 8260 / 3.8≈2174 V / cm.

மைக்கா 80,000 V / mm மின் வலிமையைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் அத்தகைய மின்னழுத்தத்தைத் தாங்கும்.

மின்சார அட்டைப் பெட்டியில் உள்ள மின்சார புல வலிமை E1 = 1740 / 0.2 = 8700 V / mm.

மின் அட்டை அத்தகைய மின்னழுத்தத்தைத் தாங்காது, ஏனெனில் அதன் மின்கடத்தா வலிமை 8000 V / mm மட்டுமே.

6. 60,000 V மின்னழுத்தம் 2 செ.மீ இடைவெளியில் இரண்டு உலோகத் தகடுகளுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. காற்று இடைவெளியில் உள்ள மின்சார புலத்தின் வலிமையை தீர்மானிக்கவும், அதே போல் காற்று மற்றும் கண்ணாடி இடைவெளியில் கண்ணாடி இருந்தால் மின்சார புல வலிமையை தீர்மானிக்கவும் 1 செமீ தடிமன் (படம் 5).

அரிசி. 5.

தட்டுகளுக்கு இடையில் காற்று மட்டுமே இருந்தால், அதில் உள்ள மின்சார புலத்தின் வலிமை சமமாக இருக்கும்: E = U / d = 60,000 /2 = 30,000 V / cm.

புல வலிமை காற்றின் மின்கடத்தா வலிமைக்கு அருகில் உள்ளது.ஒரு கண்ணாடி தகடு 1 செமீ தடிமன் (கண்ணாடி மின்கடத்தா மாறிலி ε2 = 7) இடைவெளியில் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டால், E1 = U1 / d1 = U1 / 1 = U1; E2 = U2 / d2 = U2 / 1 = U2; E1 / E2 = ε2 / ε1 = 7/1 = U1 / U2;

U1 = 7 ∙ U2; U1 = 60,000-U2; 8 ∙ U2 = 60,000; U2 = 7500 V; E2 = U2 / d2 = 7500 V / cm.

கண்ணாடியில் உள்ள மின்சார புலத்தின் வலிமை E2 = 7.5 kV / cm, மற்றும் அதன் மின்சார வலிமை 150 kV / cm ஆகும்.

இந்த வழக்கில், கண்ணாடிக்கு 20 மடங்கு பாதுகாப்பு காரணி உள்ளது.

காற்று இடைவெளிக்கு நாம்: U1 = 60,000-7500 = 52500 V; E1 = U1 / d1 = 52500 V / cm.

இந்த வழக்கில், காற்று இடைவெளியில் மின்சார புலத்தின் வலிமை கண்ணாடி இல்லாமல், முதல் ஒன்றை விட அதிகமாக உள்ளது. கண்ணாடி செருகப்பட்ட பிறகு, முழு கலவையும் காற்றை விட குறைவான வலிமையைக் கொண்டுள்ளது.

கண்ணாடி தகட்டின் தடிமன் கடத்தும் தட்டுகளுக்கு இடையிலான இடைவெளிக்கு சமமாக இருக்கும்போது உடைப்பு அபாயமும் ஏற்படுகிறது, அதாவது. 2 செ.மீ., துளையிடப்படும் இடைவெளியில் தவிர்க்க முடியாமல் மெல்லிய காற்று இடைவெளிகள் இருக்கும்.

உயர் மின்னழுத்த கடத்திகளுக்கு இடையிலான இடைவெளியின் மின்கடத்தா வலிமை குறைந்த மின்கடத்தா மாறிலி மற்றும் அதிக மின்கடத்தா வலிமை கொண்ட பொருட்களால் வலுப்படுத்தப்பட வேண்டும், எடுத்துக்காட்டாக, ε = 2 கொண்ட மின் அட்டை. அதிக மின்கடத்தா மாறிலி (கண்ணாடி) கொண்ட பொருட்களின் சேர்க்கைகளைத் தவிர்க்கவும் , பீங்கான்) மற்றும் காற்று, இது எண்ணெயுடன் மாற்றப்பட வேண்டும்.