1 Вопрос

Электрическая прочность электроизоляционных материалов. Электрическая изоляция не может выдерживать без вреда для себя неограниченно большого напряжения. Если постепенно увеличивать элек­трическое напряжение, приложенное к изоляции, то в конце концов произойдет пробой изоляции. При этом сопротивление изоляции сразу падает с очень большого зна­чения до весьма малой величины, что приводит к возник­новению короткого замыкания между теми токоведущими частями электрической установки, которые до пробоя раз­делялись изоляцией. Если мощность источника тока доста­точно велика, то в результате пробоя в пробитом месте возникает электрическая дуга, которая может расплавить, обуг­лить или сжечь изоляцию и токоведущие части вблизи места пробоя. То напряжение, при котором происходит про­бой изоляции, называют ее пробивным напряже­нием U_пр. Пробивное напряжение является одной из наи­более важных характеристик изоляции (изоляционной кон­струкции). Следует различать характер пробоя твердых диэлектриков от характера пробоя жидких и газообразных диэлектриков.

После пробоя твердого электроизоляционного материала, даже если материал не поврежден электрической дугой, в месте пробоя остается след в виде отверстия — прокола или прорыва, как будто в этом месте изоляция была меха­нически пробита острым твердым предметом (откуда и название «пробой»). Если после пробоя опять приложить к изоляции напряжение, то в ранее пробитом месте очень легко вновь произойдет пробой — пробивное напряжение ранее пробитого места будет весьма мало по сравнению

с пробивным напряжением исправной, не подвергавшейся ранее пробою изоляции. Таким образом, пробой твердой изоляции в электрической машине, аппарате и т. п. является аварией, выводящей данное электрическое устройство из строя.

Если же снять напряжение с пробитой жидкой или газо­образной изоляции, то в силу подвижности частиц жидко­сти или газа пробитый промежуток немедленно заполнится вновь, и свойства изоляции полностью восстановятся (если только диэлектрик не претерпел сильных химических изме­нений в результате действия достаточно мощной и продол­жительной электрической дуги).

Чем толще слой электроизоляционного материала, тем больше пробивное напряжение. В то же время пробивные напряжения слоев одинаковой толщины различных электро­изоляционных материалов могут быть весьма различными. Величиной, характеризующей способность данного электро­изоляционного материала противостоять пробою, является его электрическая прочность (про­бивная прочность) Е_пр. Пробивное напряжение слоя электроизоляционного материала, измеренное в киловольтах, равно произведению электрической прочности дан­ного материала в киловольтах на миллиметр (кв/мм) на толщину слоя изоляции в миллиметрах:

Пробивное напряжение является характеристикой слоя изоляции определенной толщины или, в более общем слу­чае, электроизоляционной конструкции. Так, мы говорим о пробивном напряжении изолятора, изоляции кабеля, изо­ляции электрической машины и пр. Электрическая же проч­ность характеризует электроизоляционный материал, напри­мер фарфор или гетинакс, независимо от конструктивного оформления изоляции из этого материала. Ясно, что высо­кое пробивное напряжение изоляции может быть получено двумя способами: или путем увеличения толщины изоляции между находящимися под напряжением токоведущими ча­стями, или путем выбора более высококачественного элек­троизоляционного материала, обладающего более высокой электрической прочностью. Таким образом, электрическая прочность является одной из наиболее важных практически характеристик электроизоляционного материала. Следует обратить внимание на то, что рабочее напряжение, которое прикладывается к изоляции во время ее эксплуата­ции, всегда должно быть меньше пробивного напряжения, иначе говоря, изоляция всегда должна иметь некоторый запас электрической прочности.

Электрические характеристики (удельное объемное и удельное поверхностное сопротивления при постоянном на­пряжении, а также диэлектрическая проницаемость, угол диэлектрических потерь и электрическая прочность при пе­ременном напряжении частоты 50 гц) твердых электроизо­ляционных материалов измеряются в соответствии с ГОСТом.