Перекриття ізоляції

Перекриттям прийнято називати електричний розряд, який проходить по межі поділу 2 різних середовищ, зазвичай такий межа виступає газ – твердий діелектрик. Електрична напруга перекриття «Uпер» у всіх випадках значніше менше напруги пробою «Uпр» газового проміжку з цими ж робочими електродами.

Головними причинами цього ефекту (перекриття ізоляції) прийнято вважати безпосередній вплив різних газових включень між твердим діелектриком і металом електрода, накопичення об’ємних електричних зарядів на поверхні (бічний) діелектричного ізолятора і негативний вплив мікрокрапель вологи.

Газові включення, що є між металом електродів і твердою ізоляцією, перш за все, характеризуються високою напруженістю поля (електричного) в газовому включенні. Вони визначаються деякими умовами на кордоні самого розділу «повітря – твердий діелектрик». Слід враховувати, що проникність твердого діелектрика вище, в порівнянні з проникністю (діелектричної) повітря, тому напруженість електричного поля в повітрі вище, ніж в твердому діелектрику. У газових включеннях іонізація починається при відносно малому напрузі. Продукти електричної іонізації виходять на поверхню (бічну), накопичуються, збільшують напруженість поля в наявному вільному проміжку і, тим самим, полегшують розряд.

Присутність вологих мікрокрапель веде до збільшення напруженості електричного поля на краях цих мокрих крапель і до небажаного ефекту перекриття ізоляційних проміжків між ними при малому електричному напрузі, в порівнянні, коли поверхня ізоляції суха. Для підвищення «Uпер» використовують різні ребристі конструкції діелектричних ізоляторів, які значно збільшують шлях розряду.

Для прохідного ізолятора напруга перекриття, як правило, в декілька разів менше електричної напруги перекриття діелектричного опорного ізолятора при рівній довжині перекриває шляхи. Це пов’язано з досить близьким відстанню між високою складової напруженості поля і разнопотенціальнимі електродами в діелектричному прохідному ізоляторі. Висока електрична ємність між каналом виникає розряду і близьким електродом (внутрішнім) часто призводить до високого ємкісному току між розрядним каналом і внутрішнім електродом, що веде до розігріву цього каналу. Перевищення різниці потенціалів на діелектричній ізоляції більше критичної величини веде до ізоляційного пробою.

Ізоляційний пробою при перекритті ізоляції відбувається внаслідок впливів ударної іонізації, термічної іонізації, фотоионизации в обсязі газу, катодного емісії електронів. У рідкому середовищі велике значення мають присутні теплові процеси і існування деяких домішок, в твердій діелектричної ізоляції при електричному пробої відбуваються теплові, електричні, електрохімічні процеси.

При явищі перекриття ізоляції пробивну електрична напруга газового проміжку з слабонеоднородним і однорідним полем (електричним) залежить від наявного твори відносної газової площині на проміжок між електродами. Дана залежність в основному характеризується зниженням міцності (електричної) при збільшенні довжини між робочими електродами при умовах, наближених до нормальних і містить мінімум при досить малих тисках або дуже маленьких відстанях між наявними електродами.

У разі швидкого підйому електричної напруги розрядна різниця потенціалів виявляється безпосередньо пов’язана з предразрядним часовим проміжком, дана залежність носить назву вольт-секундної характеристикою діелектричного ізоляційного проміжку. Електрична напруга перекриття робочих прохідних діелектричних ізоляторів менше різниці потенціалів перекриття опорних ізоляторів при рівній довжині перекриває шляхи.

Посилання на основну публікацію