Билет №19. Ионизационный пробой твердых диэлектриков.

Ионизационный пробой  это пробой, обусловленный ионизационными процессами вследствие частичных разрядов в диэлектрике. Он наиболее характерен для диэлектриков с воздушными включениями (например, бумажная изоляция). При больших напряженностях поля в воздушных включениях возникает самостоятельная ионизация воздуха (протекают электронные лавины) (рис. 5.15). Свободные заряды (электроны и ионы) полученные при прохождении лавин накапливаются на противоположных стенка включения (заряжают воздушное включение). Каждая новая лавина увеличивает заряд воздушного включения. Как только воздушное включение накопит достаточный для преодоления сил внешнего поля заряд, электроны и ионы устремятся друг к другу и рекомбинируют (частичный разряд). Затем процесс повторяетя.

а) б)

Рис 5.15 Схема формирования частичного разряда в газовом включении:

а) электронная лавина в газовом включении;

б) накопление зарядов на стенках включения.

Протекание частичных разрядов в газовых включениях приводит к выделению тепловой и световой энергии, образованию озона (окисляет «здоровую» изоляцию стенок). Ускоренные ионы бомбардируют стенки включения вызывая их дополнительный разогрев. Все эти факторы приводят к постепенному разрушению изоляции и снижению Е_пр.

Билет №20. Что такое температурный индекс электроизоляционных материалов.

Помимо электрических характеристик к важнейшим свойствам диэлектриков относятся тепловые: нагревостойкость и холодостойкость.

Нагревостойкость. Способность диэлектрика выдерживать воз­действие повышенной температуры в течение времени, сравнимого со сроком нормальной эксплуатации, без недопустимого ухудшения его свойств.

Возможность повышения рабочей температуры изоляции для практики чрезвычайно важна. В электрических машинах и аппаратах повышение нагревостойкости, которая обычно определяется нагревостойкостью электрической изоляции, позволяет получить более высокую мощность при неизменных габаритах или же при сохра­нении мощности достичь уменьшения габаритных размеров и стои­мости изделия. Повышение рабочей температуры особенно важно для тяговых и крановых электродвигателей, самолетного электрообору­дования и других передвижных устройств, где, в первую очередь, необходимо уменьшить массу и габаритные размеры. С вопросами о допустимой температуре тесно связаны меры пожарной безопас­ности и взрывобезопасности (масляные хозяйства электрических под­станций, электрооборудование для нефтяной и угольной промышлен­ности и др.). Наконец, в электрических печах и нагревательных приборах, в электросварочной аппаратуре, в осветительных устрой­ствах, электронных и ионных приборах значительной мощности высокая рабочая температура электрической изоляции определяется особенностями работы всего устройства.

В зависимости от значений допустимых в эксплуатации температур диэлектрики различают по классам нагревостойкости (табл. 5.1).

Холодостойкость. Во многих случаях для изоляции, например, самолетного электро- и радиооборудования, линий электропередачи и связи, открытых подстанций и т. п. важна холодостойкость, то есть способность электрической изоляции не снижать эксплуатационной надежности при низких температурах, например (60…–70 °С) и более низких (криогенных) температурах. При низких температурах, как правило, электрические свойства изоляционных материалов улучшаются; однако многие материалы, гибкие и эластичные в нормальных условиях, при низких температурах становятся хрупкими и жесткими, что создает соответствующие затруднения. Проверку электроизоляционных материалов и изделий из них на холодостойкость нередко осуществляют при одновременном воздействии вибраций.