1.15. 3. Вплив температури

Електрична міцність рідких діелектриків у сильному ступені залежить від їхньої чистоти. Для чистих сухих рідин значний вплив температури спостерігається в області інтенсивного випару й кипіння. (мал. 1.23, крива 1).

Рис. 1.23. Залежність електричної міцності трансформаторного масла від температури: 1 – сухе масло; 2 — технічне мастило з домішкою вологи

Для технічно чистих рідин з домішкою вологи залежність електричної міцності від температури досить складна. З мал. 1.23, крива 2 видно, що має місце мінімум і максимум електричної міцності. Зниження температури від точки максимуму приводить до зменшення E_ПР до мінімуму, що пов'язане з переходом розчиненої вологи в емульгований стан. Подальше зниження температури (менше 0° С) викликає замерзання крапельок води й, як наслідок, підвищення E_ПР. У льоду діелектрична постійна ε_Л приблизно дорівнює діелектричної постійної масла ε_М (ε_Л ≈ ε_М), що зменшує вплив вологи на електричну міцність масла. Зменшення електричної міцності для сухого й технічного мастил при температурі вище +80 °С (мал. 1.23) обумовлено інтенсивним випаром і кипінням рідини.

1.15.4. Вплив часу впливу напруги

Електрична міцність рідких діелектриків істотно залежить від тривалості додатка напруги τ і чим більше домішок у рідині (особливо вологи й волокон), тим сильніше ця залежність (мал. 1.24).

Рис. 1.24. Залежність пробивної напруги від часу впливу для трансформаторного масла. Електроди: вістря-площина; відстань між електродами 20 см; позитивна полярність напруги

Експериментальні результати по пробої рідких діелектриків показують наявність, як мінімум, двох областей, пов'язаних із часом впливу напруги (мал. 1.24), поява яких пояснюється різними механізмами пробою. При впливі імпульсів напруги із тривалістю τ < 10^-4 с (область I) вплив домішок значно ослаблено, тобто вони не встигають переміститися на помітні відстані. Початкова стадія розряду в рідині виникає при напруженостях 100 кв/см. У цьому випадку починають проявлятися процеси електронної емісії. Можливі процеси авто- і термоелектронної емісії з катода, а також процеси автоіонізації рідини в анода.

Всі перераховані явища можуть брати участь в ініціюванні розряду.

Утворення газових пухирців біля електрода може мати місце як за рахунок розкладання вуглеводнів рідкого діелектрика, так і за рахунок скипання рідини під впливом виділеної енергії в локальних зонах електрода ("теплова" теорія пробою). У газових пухирцях розвивається ударна іонізація, утвориться кистьовий стримерный канал, що розвивається до протилежного електрода. Різке збільшення електричної міцності при τ < 10^-5 з пов'язане із запізнюванням розвитку розряду, коли час впливу напруги стає порівнянно із часом формування розряду.

Збільшення часу впливу напруги τ > 10^-3 із приводить до швидкого зниження U_ПР внаслідок впливу вологи й волокон, а також утворення газових пухирців. При подальшому збільшенні часу впливу напруги вирішальний вплив на зниження U_ПР починають робити теплові процеси.

При тривалому впливі напруги (область II) присутність вологи, газу, забруднень у рідкому діелектрику сильно знижує його електричну міцність, причому найнебезпечнішим є емульгований стан вологи. Пробій наступає внаслідок утворення ланцюжків із дрібних поляризованих часток включень, які витягаються уздовж силових ліній. Ці ланцюжки утворять провідний канал, по яких протікає струм, що розігріває воду й прилягаючу до каналу рідина до кипіння. Пробій рідини відбувається по газовому каналі, що утворився.