Диэлектрические потери в различных видах диэлектриков

В газообразных диэлектриках в слабых электрических полях потери являются следствием только тока сквозной проводимости. Потери практически не зависят ни от температуры, ни от частоты напряжения. tg δ может быть вычислен по формуле (4). С учетом ρ = 10¹⁷ Ом∙м, для напряжения промышленноq частоты получим tg δ ≈ 10^-8.

(4)

Однако в сильных электрических полях потери в газах могут увеличиваться на несколько десятичных порядков в результате поглощения энергии, расходуемой на ионизацию газов.

В жидких неполярных диэлектриках (трансформаторное масло) диэлектрические потери обусловлены только сквозной проводимостью и имеют небольшие значения tg δ ≈ 10^-4. Это значение практически не зависит от температуры, но существенно зависит от количества примесей.

В жидких полярных диэлектриках (хлордифенилы) диэлектрические потери обусловлены как сквозной проводимостью, так и дипольно-релаксационной поляризацией. Для них характерны большие значения tg δ ≈ 10^-2 - 10^-3. В случае дипольно-релаксационной поляризации tg δ при нагревании имеет локальный максимум. Дальнейшее нагревание диэлектрика вновь приводит к росту tg δ за счет увеличения тока сквозной проводимости. При большом содержании примесей дипольно-релаксационный максимум потерь может быть полностью замаскирован потерями от токов сквозной проводимости.

В твердых диэлектриках, отличающихся большим разнообразием вариантов структуры и химического состава, зависимость tg δ от температуры, амплитуды и частоты напряжения могут носить достаточно сложный характер. Например, в полиэтилене могут наблюдаться три релаксационных максимума в зависимости tg δ(Т), обусловленных дипольно-сегментальной поляризацией. На величину диэлектрических потерь полимеров существенно влияют полярность и пористость материала и относительная влажность воздуха. При накоплении влаги в порах изоляции возникает миграционная поляризация, которая приводит к существенному увеличению потерь, особенно на низких частотах. Например, бумага – полярный сильнопористый материал, при влажности 0% имеет tg δ = 7∙10^-3, а при влажности 8% имеем tg δ = 4.