Что может произойти с вашей электроникой, если ее на нее не подавать питание длительное время

Что может произойти с вашей электроникой, если ее на нее не подавать питание длительное время

Вы никогда не сталкивались с такой ситуацией, что при подаче питания на электроприбор, то есть при его включении, после длительного перерыва в работе, например, более года, он внезапно выходит из строя? Хотя до последнего выключения он работал исправно. А это имеет место быть. И чем больше был перерыв в работе электроприбора, тем больше вероятность его выхода из строя при включении. Нет, я не утверждаю, что при включении электроприбора в данной ситуации он обязательно выйдет из строя. Но! Вероятность этого события при этом увеличится.

реклама

Давайте разберемся, почему это происходит. Почти все электроприборы, от компьютера, до стиральной машины содержат в своем составе электролитические конденсаторы. И в этой статье речь пойдет о них, как об основных виновниках выхода из строя электроприборов. Чтобы понять физические процессы происходящие при этом в электролитических конденсаторах, рассмотрим их устройство.

Электролитический конденсатор состоит из герметичной колбы, в которую запрессованы две обкладки свернутые в спираль. Положительная и отрицательная. Положительная обкладка выполнена из алюминиевой фольги, покрытой тонкой пленкой оксида алюминия, которая исполняет роль диэлектрика в конденсаторе между обкладками.

реклама

Отрицательной обкладкой является жидкий электролит, которым пропитана бумажная лента и которая имеет гальванический контакт с неоксидированной (непокрытой пленкой оксида алюминия) алюминиевой фольгой, обеспечивающей надежный контакт между отрицательным выводом конденсатора и электролитом, благодаря их большой площади соприкосновения.

При длительном перерыве в работе, то есть при отсутствии на конденсаторе напряжения в течении этого времени, происходит постепенное разрушение диэлектрика (оксида алюминия) при его взаимодействии с электролитом в отсутствии напряжения на обкладках конденсатора. Это приводит к утончению диэлектрического слоя, к увеличению тока утечки и как следствие, увеличению вероятности пробоя конденсатора при подаче на него номинального напряжения. Этот эффект начинает проявляться при перерыве в работе конденсатора длительностью более года.

Специалисты в таких случаях рекомендуют проводить тренировку (формовку) конденсаторов, суть которой заключается в подаче на конденсатор в течении длительного времени постепенно увеличивающегося напряжения, с контролем тока утечки. При этом, подача в начале тренировки малого значения напряжения, не приведет к пробою конденсатора, и начнется процесс восстановления диэлектрического слоя (оксида алюминия) благодаря процессу электролиза. И по мере восстановления диэлектрического слоя, напряжение на конденсаторе увеличивается до номинального. Скорость увеличения напряжения определяется по значению тока утечки.

реклама

Рекомендации одного из производителей электролитических конденсаторов по проведению тренировки (риформинга).

Еще выдержка из технической документации производителя конденсаторов EPCOS.

реклама

Проведем практическую проверку этого эффекта. В качестве подопытного возьму недавно купленный на радиорынке электролитический конденсатор на 3300 мкФ., с номинальным напряжением 25 В., дата изготовления сентябрь 2016 года.

Предполагаю, что с даты изготовления, и до сегодняшнего дня на него никто не подавал напряжение. И потому для эксперимента он подходит, как нельзя лучше. Подам на него с лабораторного источника питания 25 В., и после его заряда в разрыв включу амперметр (прибор Ц-43101) для измерения тока утечки.

Ссылка на видео: https://disk.yandex.ru/i/B1R4rwUrHpjyyQ

Отсюда видно, что ток утечки составил 35 мкА. (вся шкала прибора 250 мкА). Оставляю его под напряжением на 1 час, и повторю измерение.

Ссылка на видео: https://disk.yandex.ru/i/k8fSGwiW3YpzgQ

В этом случае, как мы видим, ток утечки составил 7 мкА. Итого ток утечки уменьшился в 5 раз. Отсюда вывод, вышеизложенное явление подтверждено на практике.

Но не будете, же вы выпаивать из своих компьютеров и телевизоров конденсаторы для их тренировки, после их длительного перерыва в работе. Поэтому включайте свою электронику (подавайте на нее питание) хотя бы раз в год. А иначе после включения, особенно если в вашей электронике применены дешевые конденсаторы из них может выйти белый дым.

Во время моей учебы, мой преподаватель по предмету «радиокомпоненты» как то спросил у нас: так на чем работает вся электроника? Многие начали отвечать, что работает на упорядоченном движении заряженных частиц, и так далее. На что преподаватель в шутку сказал, что вся электроника работает на белом дыме. Пока белый дым находится в электронике, она работает. Как только белый дым выходит из электроники, она перестает работать. Так и в данном случае с нашими электролитическими конденсаторами, подобное может произойти.

Кроме того, электролитические конденсаторы подвержены высыханию. И это их основная проблема, каждый второй ремонт электроники по моему опыту заканчивается заменой именно этой детали. Высыхание происходит из-за плохой герметизации корпуса. Вследствие чего электролит постепенно испаряется, а поскольку он является одной из обкладок конденсатора, то и получается, что испаряется одна обкладка конденсатора. И емкость уменьшается до нуля. Опять же это зависит от качества конденсаторов. С качественными конденсаторами вероятность подобного значительно меньше. Но, к сожалению, при покупке электроники возможности изучить применяемую в ней элементную базу, какие там стоят конденсаторы не всегда возможно.

Подобных недостатков лишены полимерные конденсаторы.

Поэтому, выбирая комплектующие компьютерной техники, старайтесь выбирать комплектующие, выполненные на полимерных конденсаторах. Тем более, что во многих комплектующих визуально открыт доступ к используемой элементной базе. И легко, например, увидеть на материнской плате, какие конденсаторы применяются.

С утечкой тока довольно часто сталкиваются профессиональные электрики во время обследования электропроводки, особенно старой, электроприборов ненадлежащего качества и другого электрооборудования. Проблема тока утечки также довольно часто встречается и при эксплуатации автомобилей и обуславливает быструю разрядку аккумуляторной батареи. В этой статье будут рассматриваться действия по выявлению утечек электричества относительно домашней сети 220В, но принципиальных различий между ней и автомобильной электросетью нет.

Причины возникновения утечки тока довольно банальны, со временем изнашивается защитная изоляция провода, меняются её характеристики. При неправильной эксплуатации проводки на изоляции провода появляются заломы, трещины, потёртости. Главная задача изоляции проводки и токопроводящих элементов — защищать человека от поражения электрическим током и предотвратить утечку электричества.

Даже новые электроприборы и проводка имеют небольшие утечки тока. Практически любая изоляция не идеальна, особенно это касается дешевого кабеля низкой ценовой категории. На дешевой электропроводке, как правило, с завода есть микротрещины, она менее устойчива к температурным и перепадам влажности, часто встречаются мелкие дефекты толщины. Неправильная эксплуатация, перегрев провода при нагрузках превышающих расчетные — всё это выводит изоляцию из строя и приводит к утечкам тока.

Утечку тока можно определить по следующим характерным признакам – прикосновение к корпусу электроприбора, стене, трубопроводу вызывает легкое покалывание в кончиках пальцев. Но будьте осторожны — величина истекания не превышающая величину в 10 мА считается безопасной, но ток утечки более 30 мА смертельно опасен.

Если у вас возникло подозрение на утечку тока, необходимо сразу обесточить помещение и вызвать профессионалов. Автомобиль со значительными утечками также эксплуатировать небезопасно. Вторым признаком утечек тока является непропорционально использованию повышенный расход и как следствие большие счета за электроэнергию или разрядка аккумулятора в автомобиле.

Какими приборами можно зафиксировать утечку электричества?

Специалисты электролаборатории используют профессиональный прибор для измерения сопротивления изоляции — мегаомметр. Такие приборы стоят довольно дорого, в быту не используются.

У многих дома или в гараже, можно встретить бытовой мультиметр и индикаторную отвёртку, ими и можно самостоятельно приблизительно обнаружить место утечки тока или электроприбор с дефектной изоляцией.

Что бы с помощью «бытового мультиметра» проверить сопротивление изоляции электроприбора, необходимо обязательно полностью отключить проверяемый прибор от электросети. На мультиметре перевести регулятор в положение 20 МОм. Одним щупом прикоснуться к штырю вилки, вторым металлической части электроприбора, лучше последовательно в нескольких местах. Если на дисплее отображается цифра «1», то тока утечки нет, изоляция исправна, показатели на экране ниже единицы свидетельствуют о токах утечки и чем ниже показатель, тем больше ток утечки.

Если у вас нет мультиметра, то обнаружить утечку можно обычной, даже самой дешевой индикаторной отвёрткой. Современные индикаторы чувствительны даже к небольшим токам. Алгоритм действий еще проще, необходимо включить прибор в сеть и коснуться жалом отвертки до металлических частей прибора, трубопровода или стен в нескольких местах. Лучше предварительно затенить помещение, если ток утечки присутствует, индикатор засветится с разной степенью интенсивности.

Как отыскать место утечки в электропроводке или кабеле

Найти дефект изоляции в скрытой проводке без специального оборудования невозможно. В этом случае необходимо вызывать специалисты электротехнической лаборатории. В открытой можно визуально внимательно осмотреть провод на предмет повреждений изоляции, особенно в местах соприкосновения кабеля со стенами, стояками, металлическими деталями.

Средства защиты человека от токов утечки

Для защиты от утечек тока в распределительном щитке устанавливаются УЗО или АВДТ (дифавтомат). В случае возникновения, даже небольшого, но опасного для человека тока утечки, УЗО или АВДТ моментально отключат подачу электричества. Правильная работа активного защитного электрооборудования гарантированно только при наличие рабочего заземления. Еще очень важно выбрать качественную автоматику и протестировать её. Все это могут выполнить специалисты наше электроизмерительной лаборатории. Не экономьте на своей безопасности!

Техника высоких напряжений — Механизмы электропроводности диэлектрических жидкостей

Транспортировка заряда в диэлектрических жидкостях происходит в основном за счет движения положительных и отрицательных ионов, возникающих в результате диссоциации примесей или продуктов распада жидкости при ее старении, а также наличия электронов, влиянием которых при не слишком высоких напряженностях поля можно пренебречь [8.8, 8.9]. Причиной этого является быстрая рекомбинация появившихся свободных электронов с положительными ионами или прилипание к молекулам и образование отрицательных ионов [8.10]. Поэтому плотность свободных электронов пренебрежимо мала. К ионной проводимости добавляется электрофоретическая, если жидкость содержит примеси в виде суспензии или эмульсии. Частицы этих примесей могут получать заряд от окружающей среды и участвовать в переносе заряда.
Плотность тока J в постоянном поле зависит от заряда q, концентрации п и средней подвижности носителей заряда, а также от напряженности поля Е. Можно записать следующее уравнение: J=qnbE. (8.6)
Если справедлив закон Ома, т. е. отсутствуют насыщение и ионизационные процессы, электропроводность
e=qnb. (8.7)

Подвижность зависит как от значения заряда q, так и от радиуса r носителя зарядов (ионов) и обратно пропорциональна вязкости жидкости, т. е.

(8.8)
где η — вязкость жидкости.
Характерной особенностью жидких диэлектриков является то, что при постоянном напряжении их электропроводность со временем снижается. Приблизительно эту зависимость (рис. 8.5) можно разбить на четыре области.
В области А ток уменьшается вследствие ориентации диполей. Область Б характеризуется движением свободных носителей зарядов в электрическом поле к электродам. Электропроводность в этой области обозначается фактической электропроводностью, так как соответствует измеренной при 50 Гц (см. 8.1.2.4).
Снижение тока в области В объясняется обеднением концентрации быстрых носителей зарядов и образованием объемных зарядов у электродов. В области Г наблюдается стационарный ток, обусловленный непрерывным возникновением ионов за счет диссоциации.
Вследствие температурных зависимостей концентрации носителей заряда и вязкости электропроводность меняется при изменении температуры по закону Ван Гоффа
(8.9)
где k — постоянная Больцмана; Т — абсолютная температура; σο, F— постоянные вещества.
Коэффициент F характеризует энергию активации подвижности носителей зарядов и процессов диссоциации за счет электролитических примесей. Точное разделение влияния подвижности носителей зарядов и их количества на электропроводность изоляционных масел провести, как правило, невозможно.

Рис. 8.5 Электропроводность σ при постоянном напряжении изоляционного масла в зависимости от времени воздействия напряжения [8.11]


Рис. 8.6. Зависимость плотности тока / изоляционной жидкости от напряженности поля Е:
I — линейная область, где справедлив закон Ома; // — область, в которой резко увеличивается плотность тока

Рис. 8.7. Удельное сопротивление р минерального масла при температуре 40 °C в зависимости от содержания воды w
Закон Ван Гоффа справедлив в предположении, что выполняется закон Ома, т. е. отсутствуют насыщение и ионизационные явления. Это предположение о линейной связи плотности тока с напряженностью поля справедливо только до определенных значений напряженностей, зависящих от рода жидкости и наличия примесей. Если напряженность превышает некоторое граничное значение напряженности, то плотность тока начинает быстро возрастать (рис. 8.6).

Такое резкое возрастание плотности тока связано с увеличением концентрации носителей зарядов и начинается при тем меньшей напряженности, чем выше температура жидкости. Для сухого трансформаторного масла при температуре 20 °C оно наблюдается при Е=20 кВ/см, а при температуре 70°C — при Е—8 кВ/см (см. также 8.1.2.4, рис. 8.14). Для конденсаторных изоляционных жидкостей, например для синтетической жидкости финилксилилэтан, при температуре 60 °C начинается быстрый рост тока, а следовательно, и tg δ при Е=50 кВ/см. Поэтому жидкую изоляцию можно рассматривать как слабый электролит, в котором увеличение напряженности поля приводит к образованию новых носителей зарядов за счет диссоциации (эффект Вина [8.12]). К этому процессу добавляется ток, вызванный инжекцией электронов с катода. Процесс инжекции облегчается высокой напряженностью поля у катода, возникающей за счет наложения основного поля и поля положительного объемного заряда [8.10].
Как уже упоминалось, перенос заряда осуществляется в основном благодаря движению ионов, образованных диссоциацией примесей и продуктов распада жидкости при ее старении. Примеси в изоляционном масле, влияющие на электропроводность, могут быть самые разнообразные. Обычно всегда имеются газообразные компоненты и пары воды.

Влияние растворенных газов на электропроводность, а следовательно, на сопротивление утечки не обнаруживается, в то время как сопротивление утечки жидкой изоляции при малом содержании влаги изменяется незначительно, а при большом — весьма существенно (рис. 8.7).

Тангенс угла диэлектрических потерь и диэлектрическая проницаемость.

Свойства диэлектрика определяются тангенсом угла диэлектрических потерь и диэлектрической проницаемостью. Их значения и зависимости от температуры, частоты и напряжения являются определяющими при использовании того или иного материала, а также служат критерием качества, степени чистоты материала и его состояния в процессе старения.

Основные понятия, определения и схемы замещения изоляции.

Изоляция представляет собой емкость с потерями, а ее характеристики определяются диэлектрической проницаемостью и удельным сопротивлением.
Относительная диэлектрическая проницаемость изоляционного материала определяется как отношение емкости конденсатора, диэлектриком которого является рассматриваемый материал, к емкости того же конденсатора, диэлектрик которого заменен вакуумом:

Электрическая постоянная ε0 равна диэлектрической проницаемости вакуума, т. е.

Рис. 8.8. К определению tg δ

Тангенс угла диэлектрических потерь определяется как отношение активной Ра и реактивной Рр мощностей при приложении к конденсатору напряжения U:

при этом для изоляции с потерями можно использовать схему с параллельным соединением Р и комплексной емкости С, для которой и рассчитывается tg δ.
Ток через изоляцию в комплексной форме

Таким образом, tgδ складывается из двух составляющих, причем tgδl характеризует потери за счет проводимости (преимущественно ионной), a tgδp — за счет переполяризации молекул диэлектрика.

8.1.2.4. Механизмы электропроводности и поляризации.

Ионная проводимость. Электропроводность за счет движения носителей зарядов (ионная проводимость) при не очень высоких частотах принципиально имеет тот же механизм, что и при постоянном напряжении (см. 8.1.2.1), — перемещение свободных носителей под действием электрического поля. По причинам, указанным в 8.1.2.1, эти процессы в жидкости называют ионной проводимостью. Однако было бы более правильным называть рассматриваемые процессы проводимостью за счет движения носителей заряда, так как при высоких напряженностях ионная проводимость перекрывается током, обусловленным электронными процессами (эффект Вина).
Независимо от рода носителей зарядов электропроводность при переменном напряжении связана с их смещением в переменном поле, а ее значение при 50 Гц совпадает со значением электропроводности спустя 10-2 с после приложения постоянного напряжения (см. рис. 8.5). Поэтому согласно (8.7)
σ

=qnb, т. е. электропроводность определяется зарядом, концентрацией и подвижностью участвующих в переносе частиц и поэтому в диапазоне от одного до нескольких сотен герц не зависит от частоты. Отсюда следует, что для заданного устройства с жидкой изоляцией существует конечное сопротивление R, которое в соответствии

Поляризационные потери. Наряду с потерями за счет проводимости в жидких изоляционных материалах имеют место дополнительные потери при переменном напряжении, учтенные в (8.18) членомЭти так называемые поляризационные потери могут вызываться следующими механизмами.
Отдельные молекулы или атомы в составе молекул колеблются в такт с приложенным напряжением. Аналогичные колебания иногда возникают между ядром и электронной оболочкой, в этом случае речь идет о неполярном веществе. Описанный механизм поляризационных потерь называется деформационной поляризацией.
Другим механизмом потерь является поляризация на граничных поверхностях. В неоднородной, например, частично кристаллизованной среде на границах участков с различными свойствами накапливаются заряды, которые в такт с приложенным напряжением изменяют свой знак. Однако, учитывая структуру жидкостей, этот вид поляризации маловероятен.
Наконец, существует ориентационная поляризация. Она наступает тогда, когда изоляционный материал содержит перманентные диполи. Под перманентными диполями имеются в виду такие молекулы, центры положительных и отрицательных зарядов которых не совпадают. При наложении электрического поля диполи в такт с изменением напряжения в большей или меньшей степени выстраиваются по направлению поля.
В жидкостях доминирующим механизмом является ориентационная поляризация. В соответствии с (8.18) частотная зависимость поляризационных потерь определяется комплексной проницаемостьюкоторая связана с частотой ω уравнением Дебая [8.14]:

ИЛИ
(8.23) где τ — время релаксации соответствующего механизма поляризации; εст — реальная часть комплексной проницаемости в пределах частот вплоть до релаксационной частоты (статическая проницаемость); εr∞ — реальная часть комплексной проницаемости при частотах, существенно больших, чем частота релаксации.
Отсюда получается зависимость tgδp от частоты в виде
(8.24)
В результате можно построить зависимости tgδp, реальной и мнимой составляющих проницаемости от частоты (рис. 8.10).

В соответствии с описанным в 8.1.2.1 эффектом Вина tg δ растет е увеличением напряженности поля, если она превышает некоторую граничную напряженность, в пределах которой еще соблюдается закон Ома. На рис. 8.14,в представлены экспериментальные зависимости tg δ трансформаторного масла от Е. Измерительное устройство в этих экспериментах было выполнено таким образом, чтобы до напряженностей 200 кВ/см не возникало частичных разрядов (чувствительность устройства 0,1 пКл), способных исказить результаты. Очевидно, что повышение как температуры, так и содержания влаги приводит к возрастанию tg δ при меньших напряженностях поля.

Ток утечки для диэлектрика

Электрический конденсатор — один из самых распространених радио элементов, служит он для накопления электроэнергии (заряда). Самый простой конденсатор можно представить в виде двух металлических пластин (обкладок) и диэлектрика который находится между ними.

Когда к конденсатору подключают источник напряжения, то на его обкладках (пластинах) появляются противоположные заряды и возникнет электрическое поле притягивающие их друг к другу, и даже после отключения источника питания, такой заряд остается некоторое время и энергия сохраняется в электрическом поле между обкладками.

В электронных схемах роль конденсатора также может состоять не только в накоплении заряда но и в разделения постоянной и переменной составляющей тока, фильтрации пульсирующего тока и разных других задачах.
В зависимости от задач и факторов работы, конденсаторы используются очень разных типов и конструкций. Здесь мы рассмотрим наиболее популярные типы конденсаторов.

Конденсаторы алюминиевые электролитические

Это может быть, например, конденсатор К50-35 или К50-2 или же другие более новые типы.
Они состоят из двух тонких полосок алюминия свернутых в рулон, между которыми в том же рулоне находится пропитанная электролитом бумага в роли диэлектрика.
Рулон находится в герметичном алюминиевом цилиндре, чтобы предотвратить высыхание электролита.
На одном из торцов конденсатора (радиальный тип корпуса) или на двух торцах которого (аксиальный тип корпуса) располагаются контактные выводы. Выводы могут быть под пайку либо под винт.

В электролитических конденсаторах емкость исчисляется в микрофарадах и может быть от 0.1 мкф до 100 000 мкф. Как правило большая емкость и характеризует этот тип конденсаторов.
Еще одним из важных параметров есть максимальное рабочее напряжение, которое всегда указывается на корпусе и в конденсаторах этого типа может быть до 500 вольт!

Среди недостатков данного типа можно рассмотреть 3 причины:
1. Полярность. Полярные конденсаторы недопустимы с работой в переменном токе. На корпусе обозначаются соответствующими значками выводы конденсатора, как правило конденсаторы с одним выводом минусовой контакт имеют на корпусе, а плюсовой на выводе.
2. Большой ток утечки. Естественно такие конденсаторы не годятся для длительного хранения энергии заряда, но они хорошо себя зарекомендовали в качестве промежуточных элементов, в фильтрах активных схем и пусковых установках двигателей.
3.Снижение емкости с увеличением частоты. Такой недостаток легко устраняется с помощью параллельно подключенного керамического конденсатора с очень маленькой ёмкостью.

Керамические однослойные конденсаторы

Такие типы, например как К10-7В, К10-19, КД-2. Максимальное напряжения такого типа конденсаторов лежит в пределах 15 — 50 вольт, а ёмкость от 1 пФ до 0.47 мкф при сравнительно небольших размерах довольно не плохой результат технологии.
У данного типа характерны малые токи утечки и низкая индуктивность что позволяет им легко работать на высоких частотах, при постоянном, переменном и пульсирующих токах.
Тангенс угла потерь tgδ не превышает обычно 0,05, а максимальный ток утечки – не более 3 мкА.
Конденсаторы данного типа спокойно переносят внешние факторы, такие как вибрация с частотой до 5000 Гц с ускорением до 40 g, многократные механические удары и линейные нагрузки.

Маркировка на корпусе конденсатора обозначает его номинал. Три цифры расшифровываются следующим образом. Если две первые цифры умножать на 10 в степени третьей цифры, то получится значение емкости данного конденсатора в пф. Так, конденсатор с маркировкой 101 имеет емкость 100 пф, а конденсатор с маркировкой 472 — 4,7 нф. Для удобства составлены таблицы наиболее «ходовых» ёмкостей конденсаторов и их маркировочные коды.
Наиболее часто применяются в фильтрах блоков питания и как фильтр поглощающий высокочастотные импульсы и помехи.

Керамические многослойные конденсаторы

Например К10-17А или К10-17Б.
В отличии от вышеописанных, состоят уже из нескольких слоев металлических пластин и диэлектрика в виде керамики, что позволяет иметь им большую ёмкость чем у однослойных и может быть порядка нескольких микрофарад, но максимальное напряжение у данного типа все также ограничено 50 вольтами.
Применяются в основном как фильтрующие элементы и могут исправно работать как с постоянным так и с переменным и пульсирующим током.

Керамические высоковольтные конденсаторы

Например К15У, КВИ и К15-4
Максимальное рабочее напряжение данного типа может достигать 15 000 вольт! Но ёмкость у них небольшая, порядка 68 — 100 нФ.

Работают они как с переменным так и с постоянным током. Керамика в качестве диэлектрика создает нужное диэлектрическое свойство выдерживать большое напряжение, а особая форма защищает конструкцию от пробоя пластин.

Применение у них самое разнообразное, например в схемах вторичных источников питания в качестве фильтра для поглощения высокочастотных помех и шумов, или в конструирование катушек Тесла, мощной и ламповой радиоаппаратуре.

Танталовые конденсаторы

Например К52-1 или smd А. Основным веществом служит — пентоксид тантала, а в качестве электролита — диоксид марганца.

Твердотельный танталовый конденсатор состоит из четырех основных частей: анода, диэлектрика, электролита (твердого или жидкого) и катода.
По рабочим свойствам танталовые конденсаторы схожи с электролитическими, но рабочее максимальное напряжение ограничено 100 вольтами, а ёмкость как правило не превышает 1000 мкФ.
Но в отличии от электролитических, у данного типа собственная индуктивность намного меньше что дает возможность их использования на высоких частотах, до несколько сотен килогерц.

Основной причиной выхода из строя бывает превышение максимального напряжения.
Применение у них в большинстве наблюдается в современных платах электронных устройств, что возможно из за конструктивной особенности smd-монтажа.

Полиэстеровые конденсаторы

Например K73-17 или CL21, на основе металлизированной пленки.
Весьма популярные из за небольшой стоимости конденсаторы встречающиеся в почти всех электронных устройствах, например в балластах энергосберегающих ламп. Их корпус состоит из эпоксидного компаунда что придает конденсатору устойчивость к внешним неблагоприятным факторам, химическим растворам и перегревам.

Ёмкость таких конденсаторов идет порядка 1 нф — 15мкф и максимальное рабочее напряжение у них от 50 до 1500 вольт.
Большой диапазон максимального напряжения и ёмкости дает возможность использования полиэстеровых конденсаторов в цепях постоянного, переменного и импульсных токов.

Полипропиленовые конденсаторы

Например К78-2 и CBB-60.
В данного типа конденсаторов в качестве диэлектрика выступает полипропиленовая пленка. Корпус изготовлен из негорючих материалов, а сам конденсатор призначен для работы в тяжелых условиях.
Ёмкость, как правило в пределах 100пф — 10мкф, но в последнее время выпускают и больше, а по поводу напряжение то большой запас может достигать и 3000 вольт!

Преимущество этих конденсаторов заключается не только в высоком напряжении, но и в чрезвычайно низком тангенсе угла потерь, поскольку tg? может не превышать 0,001, что позволяет использовать конденсаторы на больших частотах в несколько сотен килогерц и применять их в индукционных обогревателях и пусковых установках асинхронных электродвигателей.

Пусковые конденсаторы (CBB-60) могут иметь ёмкость и до 1000мкф что стает возможным из за особенностей конструкции такого типа конденсаторов. На пластиковый сердечник наматывается металлизированная полипропиленовая пленка, а сверху весь этот рулон покрывается компаундом.

Максимальное напряжение у них сравнительно не большое, до 300 — 600 вольт что вполне достаточно для пуска и работы электродвигателей.
Выводы конденсатора могут быть как в виде проводов, так и под клеммы или под болт.

Ток утечки в электрических сетях

Схематически на рисунке изображен путь, который ток утечки проложил себе по телу человека. Почему ток пошел по телу в данном примере? Потому что сопротивление между корпусом и токоведущими частями установки по какой-то причине уменьшилось. Если корпус установки с поврежденной изоляцией заземлен, то ток утечки двинется к земле, и в месте контакта корпуса с землей из-за разогрева может случиться возгорание.

Ток утечки на землю разогреет место крепления провода заземления к корпусу, это и опасно пожаром. Если такое случится например на объекте горнодобывающей промышленности, где высока вероятность обильного выделения горючих взрывоопасных газов или иных легко воспламеняющихся веществ, это может привести к большой трагедии.

Как защитить от поражения электрическим током Вы можете прочитать здесь.

Для сетей с глухозаземленной нейтралью вышеописанная проблема, к сожалению, типична. Но есть и другая не менее опасная возможность. Для трехфазных сетей с изолированной нейтралью характерна утечка тока между фазами по земле через изоляторы, корпус, опоры ЛЭП, в случае если повреждена изоляция хотя бы одной из фаз.

Сопротивление параллельно соединенных изоляторов и опор уменьшается пропорционально их количеству, и при поврежденной изоляции шаговое напряжение может превысить безопасное для человека значение. В любом случае, если норма тока утечки превышена, необходимо срочно осуществить поиск источника неисправности и устранить утечку.

Итак, величина тока утечки связана с сопротивлением изоляции проводников, которое может быть как очень большим, так и малым при нарушенной изоляции. Так или иначе, через любую изоляцию всегда протекает хоть и очень мизерный, но реальный ток от токоведущей части установки, находящейся в данный момент под напряжением, к заземлению или к другой фазе.

Безопасное значение тока утечки регламентировано, его можно посмотреть в документации на соответствующее оборудование, но по причине работы устройства в агрессивной внешней среде, изоляция может повредиться, и ток утечки тогда возрастет. Для защиты от неприятных последствий необходимо применять «устройства защиты от токов утечки на землю».

Другие статьи

Электрощит для квартиры и частного дома: основные отличия

Электрический щит – это в первую очередь защита жизни и здоровья человека от поражения электрическом током, а во вторую защита имущества в виде не только электроприборов, но и дома, жилья в целом.

Купить розетки и выключатели в квартиру. Какие выбрать?

Электроустановочные изделия уже давно стали элементом интерьера.

Уличные светильники: организация освещения в частном доме и на придомовой территории.

Правильно организованная подсветка загородного дома уличными светильниками должна быть не только функциональной, но и отвечать всем нормам безопасности.

Разводка электрики в деревянном доме

При монтаже проводки в деревянном доме своими руками очень важно соблюсти все меры безопасности и позаботиться о качественных элементах электрооборудования.

Как определить, поврежден ли электроприбор?

Классическим средством измерения сопротивления изоляции является мегомметр, но, так как такой прибор в домашнем обиходе вещь довольно редкая, для этой цели можно использовать простейшие и доступные средства измерения, такие как индикатор напряжения и мультиметр.

Другой вариант — проверить утечку тока индикатором напряжения. Такой способ проверки можно использовать в том случае, если проверяемый электроприбор имеет металлическую оболочку. В случае, когда есть сомнения в исправности и безопасности пользования прибором, наличие или отсутствие утечки можно проверить отверткой-индикатором, предназначенным для поиска фазы в сети. Для этого необходимо при включенном потребителе прикоснуться жалом отвертки-индикатора к металлическому корпусу электротехнического устройства, если произойдет даже слабое срабатывание индикации фазоискателя, проверяемый потребитель неисправен и представляет опасность. Более подробно о том, как использовать индикаторную отвертку, мы рассказали в отдельной статье.

Утечка тока на корпус в приборе с металлической оболочкой может быть вызвана не только потерей сопротивления изоляции. Причиной этого может служить обрыв перемычки заземляющей металлический корпус изделия, в том случае, если предусмотрена система заземления.

Важно! Во время проверки необходимо соблюдать осторожность и исключить прикосновение руками металлического корпуса изделия и жала отвертки.

Проверка мультиметром. Проверка сопротивления изоляции мультиметром производится только на обесточенном оборудовании. Перед проверкой измерительный прибор необходимо переключить в режим измерения сопротивления на отметке 20 МОм. Щуп мультиметра зафиксировать на корпусе проверяемого изделия, второй на одном из контактных штырей вилки. Такую же операцию необходимо проделать для второго контактного штыря и с заменой полярности щупов. На исправном электрооборудовании на шкале измерительного прибора должна высвечиваться бесконечность. В противном случае электрооборудованием пользоваться нельзя, его необходимо либо сдать в ремонт, либо утилизировать. Инструкцию по эксплуатации мультиметра мы также рассмотрели на сайте.

Проверка мегомметром. Порядок проверки такой же, как в случае с мультиметром. Пользуясь мегомметром, необходимо помнить, что при вращении его рукоятки на выходе этого прибора генерируется напряжение от 500 до 1000 Вольт, которые могут безвозвратно вывести из строя слаботочные электронные элементы оборудования.

О том, как пользоваться мегаомметром, мы рассказывали в отдельной статье на сайте!

Виды диэлектрических отсекателей

В быту применяют два варианта диэлектриков для газового шланга или трубы: простые втулки, напоминающие вкладыши, и муфты с резьбой. Рассмотрим, чем отличаются вставки и выберем лучшее решение для самостоятельного монтажа.

Вариант #1 – втулки

Сразу скажем, что для установки газовой плиты или монтажа колонки втулки вам не потребуются, так как они имеют немного другое предназначение. Задача та же самая – защитить от блуждающих токов.

Но их монтируют там, где есть фланцевые соединения и используются болты. Проще говоря, втулки применяют для электроизоляции фланцевых крепежных элементов.

Диэлектрические вставки изготавливают из полиамида ПА-6. Они отличаются стойкостью к внешним воздействиям и длительным сроком эксплуатации.

Технические характеристики газовых втулок:

• морозостойкость – выдерживают низкие температуры до -60 °С;
• эластичность и высокая степень примыкания к металлическим элементам;
• бензо- и маслостойкость при температурах до +120 °С;
• способность выдерживать многократные знакопеременные нагрузки.

Изделия маркируются по диаметру в мм, например, от М 8 до М 24. Диаметры подходящих фланцев, болтов, шайб производитель указывает в специальных таблицах. Там же можно уточнить высоту буртика и длину втулок.

Вариант #2 – муфты

Универсальные изолирующие вставки для газовых труб присоединяются муфтовым методом, поэтому зачастую монтажниками так и называются – муфты.

Они отличаются видом резьбы, диаметром, материалом изготовления, внешним оформлением, но выполняют все ту же функцию – отсекают токи, образующиеся на газовой трубе, от оборудования.

Вставки изготавливают в заводских условиях согласно ГОСТ или ТУ. Их производят в специальных пресс-формах автоматическим способом, используя шнековую экструзию двух материалов: изоляционного полимера и металла для резьбовых патрубков. Полимерный материал соответствует требованиям ГОСТ 28157-89.

Изделия предназначены для эксплуатации при рабочем давлении 0,6 МПа, критическим считается показатель 1,2 МПа. Рабочая температура в среднем – от -20 °С до +80 °С.

По ГОСТ 14202-69 вставки для газа относятся к 4 группе (горючие газы) и маркируются желтым цветом, но в продаже можно найти изделия и с черной полиамидной частью.

Лучше приобретать продукцию известных брендов, а не китайские подделки, и выбирать изделия, опираясь на следующие критерии:

• пожаробезопасность – резьбовые металлические элементы не горят, а пластиковые не поддерживают горения;
• износостойкость и долговечность – качественные детали изготовлены из латуни и имеют 20-летний срок эксплуатации;
• подходящие технические характеристики – сопротивление не менее 5 Ом при резком повышении напряжения до 1000 В.

Лучшее место для установки муфты – между газовым краном и гибкой подводкой.

Способ присоединения – резьбовой, производится накручиванием устройства на трубу. Штуцеры могут иметь как наружную, так и внутреннюю резьбу.

Перед покупкой диэлектрика необходимо уточнить диаметр газовой трубы, а также подобрать гибкую подводку подходящую по размерам. Иногда шланги для подключения продаются вместе с оборудованием, поэтому не забудьте проверить комплектацию.

Изолятор для газа устанавливается надолго и не требует обслуживания, но постоянно находится под контролем газовой службы, которая проводит осмотры оборудования ежегодно.

Способы применения

Многие мои ученики думают, что диэлектрики применяются везде, где есть хоть какие-либо технологии, в каждой машине и приборе. Но это ошибочное мнение, потому что они используются исключительно в тех случаях, когда необходимо ограничить распространение электрического тока и обезопасить окружающую среду.

У диэлектриков есть большое количество способов применения. Например, жидкие непереводные вещи используются в создании разных видов масел, которые применяются в транспортных средствах, помогают укрепить промышленные детали и сделать электроизоляцию.

Газовые диэлектрики – это азот. Его применение очень широко. Многие используют азот для охлаждения промышленных приспособлений или химических смесей, а во многих печках он помогает избежать сильной газовой протечки, а также часто применяется в высокоточных переключателях. Их можно встретить в каждом доме, в котором присутствуют какие-либо газовые приборы.

Огромное спектр применения у твердых диэлектриков. Например, они применяются в проводах, электронных машинах, на станциях и так далее. Эти компоненты используются даже в космосе для поддержки кораблей. Твердые диэлектрики более практичные и многофункциональные, чем прочие агрегатные компоненты, вследствие этого их можно встретить намного чаще.

Диэлектрики есть везде, даже в вашем доме. Посмотрите на свои провода, электронные приборы и считок. Везде есть диэлектрики, которые позволяют приостановить продвижения тока и тем самым ограничить его воздействие на людей. Это очень важный компонент, без которого не смогло бы существовать половина приборов и машин.