Поверхностный разряд в равномерном поле

В некоторых изоляционных конструкциях поверхность изолятора расположена вдоль силовых линий равномерного поля (рис. 6а). Хотя изолятор не искажает электрического поля, тем не менее разрядное напряжение изоляционной конструкции существенно снижается. Одной из причин снижения является гигроскопичность изоляционных материалов, приводящая к образованию на их поверхности микроскопически тонкого слоя влаги. На рис. 9 приведена зависимость среднего сухоразрядного напряжения по поверхности в равномерном поле от расстояния между электродами.

Ионы, образовавшиеся в этом слое под действием электрического поля перемещаются к электродам. В результате этого поле в близи электродов увеличивается, а в середине промежутка ослабляется. Усиление поля у электродов приводит к снижению электрической прочности промежутка. Это снижение тем больше, чем гигроскопичнее диэлектрик. Например, стекло является более гигроскопичным материалом, чем фарфор (рис. 9, кривые 2 и 3), поэтому напряжение перекрытия вдоль поверхности стекла ниже, чем вдоль поверхности фарфора. Второй причиной снижения разрядного напряжения может явиться ионизация в воздушных прослойках, образующаяся при неплотном прилегании электродов к торцам диэлектрика (рис. 9, кривая 4). Исключение воздушных прослоек в изоляционных конструкциях достигается тщательным соединением электродов с изолятором с помощью цемента, обладающего высокой механической прочностью, плотностью и достаточной электропроводностью.

Рис. 9. Зависимость среднего сухоразрядного напряжения по поверхности
в равномерном поле от расстояния между электродами:

1 – воздушный промежуток; 2 – фарфор; 3 – стекло (более гигроскопично, чем фарфор); 4 – фарфор и стекло при неплотном прилегании электродов к диэлектрику