4. Tổn hao hiện môi do cấu tạo không đồng nhất:
4.6. Tổn hao điện môi trong điện môi lỏng:
- Điện môi lỏng tinh khiết trung tính: tổn hao chỉ do dòng điện dẫn gđy nín, điện dẫn có trị số bĩ⇒ tổn hao điện môi có trị số bĩ.
Ví dụ: Tổn hao điện môi của dầu tụ đê được lọc sạch:
ρ ε δ . . 10 . 8 , 1 12 f tg = Ví dụ: Dầu MBA có ρ =1015(Ω.cm),ε ≈2,2; f =50Hz⇒tgδ ≤1,8.10−5 - Điện môi lỏng cực tính mạnh: Tổn hao điện môi lă do:
• Dòng điện dẫn
• Phđn cực lưỡng cực chậm
⇒ có trị số lớn.
- Tổn hao điện môi phụ thuộc văo:
• Độ nhớt của chất điện môi: Hướng theo sự biến đổi điện trường, câc phđn tử lưỡng cực quay trong môi trường nhớt⇒ tổn hao điện năng do ma sât tỏa nhiệt.
o Độ nhớt lớn⇒ phđn tử không kịp xoay theo sự biến đổi điện trường⇒ sự phđn cực lưỡng cực bị mất đi⇒
o Độ nhớt rất nhỏ vă sự định hướng câc phđn tử xảy ra không có ma sât⇒ tổn hao do phđn cực lưỡng cực bĩ.
o Độ nhớt trung bình: tổn hao lưỡng cực có thể có trị số đâng kể vă đạt trị số cực đại tại:
0
1
τ
ω ≈ (4-
21) Trong đó:ω- tần số góc của điện âp
0
τ - thời gian xâc lập phđn cực, phụ thuộc văo độ nhớt⇒ phụ thuộc văo nhiệt độ.
• Nhiệt độ: do độ nhớt vă điện dẫn phụ thuộc văo nhiệt độ.
Hình 4-9: Quan hệ tgδ = f(t0)ở câc tần số khâc nhau của chất lỏng cực tính
Nhận xĩt:
o Ở tần số cao, hằng số thời gian để nhận được góc tổn hao cực đại bĩ hơn, nhưng muốn giảm thời gian phđn cực thì phải giảm độ nhớt⇒ phải tăng nhiệt độ
⇒ Khi tăng tần số, điểm cực đại của tgδ dịch chuyển về phía nhiệt độ cao hơn.
to tg f 1 f 2>f 1 t 1 t2
o tgδ đạt trị số nhỏ nhất tại nhiệt độ mă tại đó độ nhớt của chất lỏng nhỏ đến mức sự định hướng của câc lưỡng cực xảy ra không có ma sât⇒ tổn hao nhỏ
o Nhiệt độ tăng⇒ điện dẫn tăng⇒ tgδ tăng theo nhiệt độ⇒ tổn hao điện môi tăng.
• Tần số: khi điện môi cực tính lăm việc dưới điện âp xoay chiều tần số cao, tổn hao điện môi do phđn cực lưỡng cực gđy nín rất lớn.
Hình 4-10: Quan hệ tgδ = f(f ) văP= f(f ) của chất lỏng cực tính
Nhận xĩt:
o Tổn hao điện môi P tăng theo tần số cho đến khi sự phđn cực theo kịp sự biến đổi điện trường.
o Khi tần số lớn đến mức câc phđn tử lưỡng cực không còn kịp định hướng theo chiều của điện trường⇒ tgδ giảm, P không đổi.
⇒ Đặc điểm biến thiín của tổn hao năng lượng theo tần số không tương ứng với đặc tuyến tần số của tgδ .
Bảng 4-1: TRỊ SỐ tgδ CỦA MỘT SỐ ĐIỆN MÔI LỎNG
Tín điện môi ε tgδ ở f = 106 Hz vă t =
20oC Ghi chú
Dầu tụ điện Dầu thầu dầu
2,2 4,5 < 0,0002 0,01 Chất lỏng trung tính
Chất lỏng cực tính