Функция безотказной работы жидкой и газообразной изоляции

В жидкостях и газах молекулы находятся в постоянном хаотическом тепловом движении. Время покоя молекул жидкости 10^-9-10^-12 с. Следовательно, жидкости и газы имеют постоянно изменяющуюся структуру. В этих условиях разрыв одной связи не всегда будет приводить к образованию канала пробоя. Действительно, если произойдет разрыв связи, то образовавшиеся радикалы будут перемещаться в объеме жидкости. При высокой подвижности радикалов создаются благоприятные условия их рекомбинации, с одной стороны, и, с другой стороны, местное электрическое поле, создаваемое у радикала, будет перемещаться в объеме, т.е. молекулы, на которое оно будет действовать, постоянно сменяются. Это приводит к малой вероятности разрыва последующих связей после разрыва первой, т.е. затрудняет развитие начавшегося разрушения. Для того чтобы разрушение развивалось в жидкости на весь межэлектродный промежуток, время развития должно быть сравнимо с временем покоя молекул. Иными словами, описание пробоя жидкостей и газов с позиций теромфлюктуационной теории возможно только в области большой напряженности поля и малых времен развития канала. Особенность поведения молекул жидкости и газов приводит к тому, что при временах, много больших времени жизни молекул, электрическая прочность не зависит от времени действия напряжения. Сказанное позволяет при расчете жидкой и газовой электрической изоляции пользоваться ее пробивным напряжением, предполагая, что оно не зависит от времени эксплуатации.

Отказ газовой и жидкой изоляции при эксплуатационных воздействиях произойдет, когда электрическое напряжение, действующее на изоляцию, будет равно или превысит ее пробивное напряжение. К эксплутационным электрическим напряжениям, превышающим пробивное напряжение изоляции, относятся перенапряжения. Амплитуда перенапряжений, как и пробивное напряжение изоляции, является случайной величиной. Превышение амплитуды перенапряжений над пробивным напряжением изоляции будет событием случайным, вероятность которого определяется по формуле:

(2.50)

где P – вероятность превышения амплитуды перенапряжений над пробивным напряжением (вероятность пробоя изоляции при одном перенапряжении); f(U_пр) – плотность распределения вероятностей амплитуд перенапряжений.

Вероятность отсутствия пробоя изоляции при воздействии n перенапряжений:

(2.51)

Если число перенапряжений в единицу времени равно N, то вероятность безотказной работы за время τ:

(2.52)

Интенсивность отказов жидкой и газовой изоляции найдем по формуле:

(2.53)

Из этого следует, что отказы жидкой и газовой изоляции подчиняются экспоненциальному закону, при котором интенсивность отказов не зависит от времени.