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

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

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 действии 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.

Тепловой пробой.

Пробой тв. д\э хорошо описывается теорией теплового пробоя. Пробой происходит в результате нарушения теплового баланса м\у тепловыделением и теплоотводом в узком слабом месте д\э. Под слабым местом д\э Ваднер понимал участки с повышенной проводимостью (микро, макротрещеины, наличие проводящих и п-проводящих включений.). Количественно Т ваднера разработал Фок, рассматривая нарушение теплового баланса. Всей изоляционной картины вцелом, включая электроды, предполагая, что слабых мест в д\эл может быть несколько. При тепловом пробое: 1)напряжение пробоя уменьшается при dувеличении температуры, в результате увеличение проводимости и увеличение потерь. 2) Эл\прочность тв д\эл уменьшается при увеличении частоты переменного поля. 3) Эл\прочность уменьшается при увеличении толщины д\э В рез-те ухудшения теплоотвода из внешних слоёв д\эов. 4) Эл\прочность зависит от теплопроводности.

26. Общая характеристика органических и неорганических Эл\изолционных материалов.

По химическому составу д\э делятся на 2 группы: органические и неорганические, которые сильно отличаются как по химическому составу так и по свойствам. Органические д\эл представляют собой углеводородые соединения. Сырьём для изготовления органических д\эл является природные продукты растительного и животного происхождения (природные смолы). А также искусственные продукты, получаемые при переработке каменного угля, нефти и газа. Достоинства органических полимеров.1) высокая технологичность – органические полимеры легко обрабатывается и перерабатываются на всевозможных станках. 2) Органические полимеры пластичны, что позволяет получать очень тонкую изоляцию до нескольких микрон, имеющих высокую механическую и Эл\прочность, получение слоистых изоляций. 3) органические полимеры растворяют орг. Растворители, поэтому на их основе можно получать лаки и клеи. Недостатки. 1) из-за сравнительно невысокой энергии связи м\у атомами в молекулах. Обладают невысокой хим. Прочностью. 2)Органические полимеры обладают пониженной теплопровдностью, что повышает вероятность теплового пробоя. Ненадёжно работают на открытом воздухе. Многие подвергаются плесени и грибам, что снижает надёжность работы в тропическом климате. 3) старятся в эл\поле. Неорганические д\эл представляют собой смеси различных окислых металов. В качестве неорганических используют природные продукты (горные породы и мнералы, полученные путём смешения разл. Окислов. Достоинства 1) благодаря высокой энергии связи д\э обладают высокой хим. И нагревостойкостью. Раб Т=500-1000. 2) надёжно работат на открытом воздухе, не подвержены плесени и грибов, н6 старятся в Эл\поле. 3) обладают повышенной теплопроводностью. Недостатки. 1) повышенная твёрдость механическая прочность затрудняет мех обработку. 2) повышенная нагревостойкость ограничивает или исключает обработку в нагретом состоянии 3) в тонких слоях обладают повышенной хрупкостью, в лучшем случае получается 100-200 мкр. 4) не растворяются в органических растворителях. 5) поышеный уд. Вес.

Фторорганические жидкости

имеют малый tg б, ничтожно малую гигроскопич­ность и высокую нагревостойкость. Некоторые фторорганические жидкости могут длительно работать при температуре 200 °С и выше. Пары некоторых фторорганических жидкостей имеют необычно высокую для газо­образных диэлектриков электрическую прочность. Характерными свойствами фторорганических жидкостей являются малая вязкость, низкое поверхностное натяжение (что благоприятствует пропитке пористой изоляции), высокий тем­пературный коэффициент объемного расширения (значительно больший, чем у других электроизоляционных жидкостей), сравнительно высокая летучесть. Последнее обстоятельство требует герметизации аппаратов, заливаемых фторорганическими жидкостями. Фторорганические жидкости способны обеспечивать значительно более интен­сивный отвод теплоты потерь от охлаждаемых ими обмоток и магнитопроводов, чем нефтяные масла или кремнийорганические жидкости. Существуют специальные конструкции малогабаритных электротехнических устройств с заливкой фторорганическими жидкостями в которых для улучшения отвода теплоты используется испарение жидкости с последующей конденсацией ее в охладителе и возвратом в устройство (кипящая изоляция); при этом теплота испарения отнимается от охла­ждаемых обмоток, а наличие в пространстве над жидкостью фторорганических паров, в особенности под повышенным давлением, значительно увеличивает электри­ческую прочность газовой среды в аппарате.