Механизм перекрытия изолятора в сухом состоянии.
Внесение твердого диэлектрика в воздушный промежуток может существенно изменять условия и даже механизм развития разряда. Величина разрядного напряжения, как правило, снижается и зависит не только от состояния воздуха и формы электродов, но и от свойств твердого диэлектрика, состояния его поверхности и расположения ее относительно силовых линий поля.
Особенности развития разряда воднородном поле заключаются в том, что внесение твердого диэлектрика в разрядный промежуток снижает его электрическую прочность за счет следующих
процессов:
а) адсорбции влаги из окружающего воздуха на
поверхности диэлектрика и усиления электричес-
кого поля у электродов из-за перераспределения
зарядов в тончайшей пленке мкм) ; Рис.1. Твердый диэлектрик
влаги, образующейся за счет гигроскопичности в однородном поле
диэлектрика (рис.1);
б) наличия микрозазора между диэлектриком и электродом, усиления напряженности в этом микрозазоре из-за разности относительных диэлектрических проницаемостей воздуха и твердого диэлектрика
В неоднородном электрическомполе электрическая прочность промежутка уменьшается, в основном, за счет неоднородности поля. Гигроскопические свойства диэлектрика и наличие микрозазоров значительно меньше влияют на разрядные напряжения, чем в однородном поле.
Для изоляционных конструкций по типу опорных изоляторов тангенциальная составляющая напряженности электрического поля больше, чем нормальная составляющая > (рис.2). Силовые линии поля имеют наибольшую концентрацию у электродов. Возможно возникновение коронного разряда у электродов, воздействие которого опасно особенно для полимерной изоляции (наличие озона и окислов азота). Могут образоваться
под воздействием стримеров обугленные
следы с повышенной проводимостью Е
Это справедливо и для случая
В этом случае каналы стримеров, развивающихся Е
вдоль поверхности диэлектрика, имеют
значительно большую емкость по отношению Рис.2. Модель опорного изолятора
к внутреннему электроду, через них проходит сравнительно большой ток.
При определенном значении напряжения ток возрастает настолько, что температура стримерных каналов становится достаточной для термической ионизации. Термически ионизированный
канал стримерного разряда превращается l
в канал скользящего разряда (рис.3).
Проводимость канала скользящего E
разряда значительно больше проводимости E
канала стримера. Поэтому падение напряже- Рис.3. Модель проходного
ния в канале скользящего разряда меньше, а изолятора
на неперекрытой части промежутка больше, чем в каналах стримера. Это приводит к удлинению канала скользящего разряда и полному перекрытию промежутка при меньшем значении напряжения между электродами ( по сравнению со случаем > ). Ток определяется емкостью канала разряда по отношению к противоположному электроду. Чем больше емкость, тем ниже разрядное напряжение при неизменном расстоянии между электродами по поверхности диэлектрика.
Влияние параметров отражено в эмпирической формуле Тёплера, согласно которой длина канала скользящего разряда
(4.1)
где c - коэффициент, определяемый опытным путем, С - удельная поверхностная емкость (емкость единицы поверхности диэлектрика, по которой развивается разряд, относительно противоположного электрода), Ф/см.
Напряжение скользящего разряда и разрядное напряжение вычисляются по эмпирическим формулам:
(4.2)
(4.3)
Из последней формулы видно что рост длины изолятора дает относительно малое повышение разрядного напряжения.
Для увеличения разрядного напряжения можно уменьшить удельную поверхностную емкость С за счет увеличения толщины диэлектрика (создание ребристой поверхности).
Дата добавления: 2015-09-21; просмотров: 609;