Пробой жидких диэлектриков

Электрическая форма пробоя, развивающаяся за время 10^-5-10^-8с, наблюдается в тщательно очищенных жидких диэлектриках и связывается с инжекцией* электронов с катода. Электрическая прочность Е_пр при этом достигает 10³ мВ/м.

Примечание *-введение носителей заряда в область ,где они являются неосновными

В технически чистых жидких диэлектриках пробой носит тепловой характер.

На электрический пробой жидких диэлектриков влияют многие факторы, к числу которых относятся:

• материал электродов;

• примеси;

• загрязнение жидкости;

• дегазация жидкости и электродов;

• длительность воздействия напряжения;

• скорость возрастания напряжения и его частота;

• температура, давление и др.

В неочищенных жидкостях пробивное напряжение определяется действующим значением (тепловой характер пробоя), в очищенных амплитудным (электрическая форма пробоя).

Более сильное влияние примесей и загрязнений как жидких так и газообразных сказывается на низких частотах. Увеличение электрической прочности трансформаторного масла происходит при фильтрации и осушке (при частоте 50 Гц - втрое, на частоте 10⁵ Гц - только на 30%).

Для многих жидкостей в зависимости пробивного напряжения от температуры имеется максимум при температурах 30-80 ^оС, высота которого уменьшается с ростом частоты (в пределах 0.4-12 МГц). Кривая тангенса угла диэлектрических потерь при температуре максимума проходит через минимум.

Увеличение давления от 60 до 800 мм.рт.ст. увеличивает пробивное напряжение на 200-300%. Добавка к жидкости частиц вещества с диэлектрической проницаемостью большей, чем у жидкости, приводит к росту тока в несколько раз.

Пробой твердых диэлектриков

В твердых диэлектриках, наряду с электрическим, тепловым и электрохимическим пробоем возможны также ионизационный, электромеханический и электротермический механизм пробоя.

Ионизационный пробой можно наблюдать в полимерных диэлектриках, содержащих газовые поры, в которых развиваются процессы ионизации, так называемые частичные разряды. В результате электронно-ионной бомбардировки стенок пор и действия оксидов азота и озона полимер изменяет химический состав и механически разрушается.

Электромеханический пробой характерен для хрупких диэлектриков и пористых керамик. Он возникает в результате механического разрушения из-за развития микротрещин под действием разрядов в газовых включениях, которые образуют перегретые области диэлектрика.

Электротермический пробой - механическое разрушение полимера при высоком напряжении в результате того, что полимер находится в высокоэластичном состоянии. Причиной является уменьшение толщины диэлектрика из-за электростатического притяжения электродов под действием высокого напряжения.

Контрольные вопросы

1. Какие материалы называются диэлектриками?

2. Назовите основное свойство диэлектриков

3. Что называется относительной диэлектрической проницаемостью?

4. Назовите основные группы видов поляризации и раскройте их

5. Раскройте понятие электрического момента единицы объема диэлектрика

6. Приведите выражения для среднего макроскопического поля в диэлектрике, диэлектрической проницаемости, действующего поля в диэлектрике

7. Приведите уравнение Клаузиуса-Моссотти. Что оно характеризует?

8. Пробивное напряжение и электрическая прочность. Дайте определение электрической прочности

9. Электрический пробой

10. Электротепловой пробой

11. Электрохимический пробой

12. Пробой газообразных диэлектриков

13. Пробой жидких диэлектриков

14. Пробой твердых диэлектриков