Hallo,
Ik ben op zoek naar de doorslagspanning van verschillende materialen en media (kunststoffen, water). Op internet vind ik dat de doorslagspanning van droge lucht circa 3*10^6 V/m bedraag en ik zou dit gegeven ook graag voor andere media weten.
Kan iemand me verder helpen. Is de doorslagspanning wellicht te berekenen uit de dielektrische constante van het materiaal? Een formule zou helemaal mooi zijn.
Alvast bedankt voor de reaktie en vriendelijke groet,
electro_fan
Op 18 januari 2007 09:28:15 schreef electro_fan:
Kan iemand me verder helpen. Is de doorslagspanning wellicht te berekenen uit de dielektrische constante van het materiaal? Een formule zou helemaal mooi zijn.
Nope, doorslagspanning is niet te berekenen uit de dielektrische constante.
Globaal zijn er wel tabellen te vinden met de doorslagspanning voor diverse materialen, goed zoeken dus.
Het probleem is echter dat je verschillende waarden zult vinden voor 'dezelfde' materialen.
Meestal komt dit doordat er toch nog wat verschillen zitten tussen de geteste monsters.
Wil je exacte gegevens hebben dan moet je meestal toch zelf wat testen gaan doen met het materiaal dat je gaat gebruiken.
Even wat theorie boeken erop nageslagen:
De di-elektrische sterkten van een isolatie materiaal is moeilijk te bepalen en wordt beinvloed door vershillende factoren, zoals:
1) de afmetingen van het materiaal
2) afmetingen en vorm van de test elektroden
3) relatieve luchtvochtigheid
Het elektron dat de lawine start kan onder andere ontstaan door verontreiniging, haarscheurtjes of een kleine boogontlading boven het oppervlak.
Dus te berekenen is het niet.
Even een tabelletje:
Isolatiemateriaal Doorslagspanning kV/mm
Porselein 35
Steatiet 35-45
glas 35
rubber 25
transformatorolie 12.5
mica 20-60
asbest 4
papier 1
prespaan 4-20
leerpapier 10
micaniet 15
kwartsglas 40
Polyetheen 60
hard PVC 45
zacht PVC 40
Teflon 60
polystyreen 50
Nylon 25
Pertinax/bakeliet 15-40
Epoxy 20
Water moet wel heel zuiver zijn als isolator, een beetje opgelost zout, en je hebt een geleider.
Correct, maar dat moeilijk te bepalen dat is praat van twee eeuwen geleden.
Het valt mij op dat heden ten dage veel technische leerboeken over elektrische materialenkennis nog steeds herdrukken zijn van boeken die ik vijvendertig jaar geleden al had op school en toen al ouderwets vond.
Komaan zeg, er staan nog fotos in van kwikbooggelijkrichters en zekeringen worden steevast uitgebeeld als van die draaistoppen.
Soms vraag ik mij af of technische scholen elektriciens vormen of industriele archeologen.
Afmetingen, temperatuur, vorm van elektroden , oppervlaktestructuur en luchtvochtigheid zijn parameters die in een gequalificeerd HS labo perfect onder controle te houden zijn.
De voorwaarden, meetmethodes, apparatuur en meetonzekerheden om dergelijke testen te doen zijn in standaarden vastgelegd.
Er worden doorgaans bolvormige elektrodes
gebruikt.
Het is algemeen gekend dat bij bollen een veel hogere doorslagspanning gemeten wordt dan bij puntvormige elektrodes.
Dat kan theoretisch bewezen worden, maar dat is schoolstof die niet in de gauwte even uit te leggen is. Het komt erop neer dat lading gemakkelijker van scherpe punten afstroomt.
Bij lucht scheelt het een factor 3.
Dus 3kV/mm en 1 kV/mm.
Eigenlijk is het de veldsterkte die het doet.
Die is groter bij punten dan bij bollen.
Moest men de veldsterkte als doorslagkriterium geven dan zou de vorm van de elektroden kunnen verwaarloosd worden.
Het mechanisme is simpel, isolatoren bestaan uit covalente molecuulverbindingen die een relatief grote bindingsenergie hebben.
Er bevinden zich dan ook geen vrijzwervende elektronen in het materiaal. Een elektron moet om doorheen het isolatieplakje te komen
voldoende energie krijgen om zelfstandig de weg te kunnen afleggen. Die energie wordt aan het elektron gegeven als kinetische energie door middel van het elektrische veld.
Bij geleiders zijn voldoende vrije elektronen aanwezig om de versnelling van een inkomend elektron door te geven aan elkaar tot aan de andere kant van het materiaal.
Gassen zoals lucht hebben een iets moeilijker verhaal, omdat ze ioniseerbaar zijn en omdat de moleculen beweeglijk zijn.
[Bericht gewijzigd door Henry S. op donderdag 1 februari 2007 16:08:46
@GD, twee eeuwen is wat lang, maar het boek is van 1975, dus klopt wel ongeveer.
de condities van de lucht spelen ook een rol bv. de reletieve vochtigheid dat zal ok wel berekenbaar zijn maar hoe wie helpt mij.
Ik kan mij herinneren, dat we op het werk een catalogus hadden van Vink Kunststoffen http://www.vinkkunststoffen.nl/ , waar in allerlei elctrische eigenschappen van kunststoffen (per soort) vermeld stonden. Ook bijvoorbeeld de vochtopname, iets waarvan ik met m'n ogen stond te knipperen!
Heb even bij ze op de site gekeken, maar kan niets vinden, maar ik denk dat een mailtje je een eind op weg zal helpen.