Старение изоляции под действием частичных разрядов

Под действием электрического поля старение преимущественно происходит за счет развития в изоляции частичных разрядов (ЧР). В ряде случаев ЧР возникают в газовых включениях в толще изоляции.

Электрическая прочность газовых пузырьков ниже, чем прочность жидкого или твердого диэлектрика, а напряженность электрического поля в газовом пузырьке при переменном напряжении выше, чем в жидком или твердом диэлектрике. В сферическом газовом включении с диэлектрической проницаемостью напряженность электрического поля равна

(7.3.)

где - напряженность в окружающем диэлектрике с диэлектрической проницаемостью в отсутствие включения.

При включении в виде плоской щели, расположенной поперек силовых линий поля,

(7.4.)

В области высоких напряженностей порядка 10 В/см и выше в твердых и жидких диэлектриках в отсутствие газовых включений может возникнуть микропробой, приводящий к местному разрушению диэлектрика. Подобные процессы в твердых диэлектриках могут приводить к зарождению древовидных каналов (дендритов), развитие которых в последующем происходит за счет ЧР в этих микроканалах, заполненных газом.

Разрушение жидких и твердых диэлектриков частичными разрядами сопровождается выделением газа, состоящего преимущественно из водорода и углеводородных соединений.

При изготовлении внутренней изоляции высоковольтного оборудования обычно принимаются специальные меры против появления газовых включений. Несмотря на это во многих случаях приходится считаться с возможностью их случайного образования на стадии изготовления, например из-за несовершенства процессов сушки и пропитки, или в эксплуатации (появление трещин при механических перегрузках, выделение газов при разложении материалов из-за местных перегревов и т.д.).

В бумажно-масляной и в масло-барьерной изоляции оборудования высших классов напряжения при строгом соблюдении технологии изготовления газовые включения отсутствуют. Однако и в этих видах внутренней изоляции могут развиваться ЧР, но при существенно более высоких напряженностях, чем в изоляции с газовыми включениями.