Механизм теплового пробоя внутренней изоляции.
Механизм теплового пробоя поясним на простейшем примере, приняв условно, что температура во всех точках изоляции одинакова. При воздействии на изоляцию переменного напряжения U количество тепла QB, выделяющегося в единицу времени за счет диэлектрических потерь, а также количество тепла Q0TB, отводимого от изоляции в окружающую среду, определяются выражениями:
где С-емкость изоляции; tgδ- тангенс угла диэлектрических потерь; S- поверхность изоляции, от которой отводится тепло в окружающую среду; k- коэффициент теплоотдачи; θокр-температура окружающей среды.
У большинства изоляционных материалов диэлектрические потери и, следовательно, величина tgδ с ростом, температуры увеличиваются. Зависимость tgδ от температуры приближенно соответствует выражению
где θ0 — температура, при которой tgδ = tgδ 0.
В этом случае QB и Q0TB зависят от температуры изоляции, как показано на рис, на котором кривые QB построены для нескольких значений напряжения. При напряжениях U1 и U2 достигается равенство QB = Q0TB, т. е. возможны устойчивые режимы
Рис. 4. К механизму теплового пробоя изоляции.
Большее значение напряжения, при котором еще может соблюдаться условие QB = Q0TB равно U3. Однако уже в этом предельном случае тепловой режим изоляции оказывается неустойчивым. При случайном повышении температуры или напряжения количество выделяющегося тепла будет постоянно превышать количество тепла отводимого и температура изоляции станет неограниченно возрастать. Таким образом, при U > U3 термическое равновесие изоляции нарушается, температура беспредельно увеличивается и происходит термическое разрушение изоляции с потерей диэлектрических качеств. Такой процесс называют тепловым пробоем. Из рис. 4 следует, что нарушение термического равновесия изоляции наступает, если QB ≥ Q0TB и dQB/dθ ≥ dQ0TB/ dθ.
Дата добавления: 2016-02-24; просмотров: 1108;