Контрольные вопросы к работе №3

1. Каковы физические основы явления пробоя диэлектриков?

2. Каковы виды и формы пробоя твердых диэлектриков?

3. В чем сущность электрического, теплового, электрохимического и электромеханического пробоя у твердых диэлектриков?

4. Что такое краевой эффект и как его устранить?

5. Что такое однородное и неоднородное электрическое поле?

6. Как влияет структура материала на величину ?

7. Каков принцип действия использованного в работе оборудования?

8. Как изменится электрическая прочность диэлектрика при увеличении площади прилегающих к нему электродов?

9. Как изменится при использовании различных материалов электродов (медь, сталь, вольфрам, алюминий)?

Библиографический список к работе №3

1. Колесов С.Н. Материаловедение и технология конструкционных материалов: Учеб. для вузов – М.: Высш. Шк., 2004.519 с.

2. Богородицкий Н.П., Пасынков В.В., Тареев Б.М. Электротехнические материалы. М.: Энергия, 1977.

3. Тареев Б.М., Казарновский Д.М. Испытания электроизоляционных материалов. М.: Госэнергоиздат, 1959.

4. Справочник по электротехническим материалам/ Под ред. Ю.В. Корицкого, В.В. Пасынкова, Б.М. Тареева. М.: Энергоатомиздат, 1987. Т.2, стр.387–412.

5. Ушаков В.Я. Изоляция установок высокого напряжения.- М.: Энергоатомиздат, 1994.-496 с.: ил.

6. Воробьев Г.А. Физика диэлектриков, область сильных полей.: Изд-во Томского Университета, Томск 1977, 252 с.

4. Исследование электрической прочности жидких и газообразных диэлектриков Цель работы:

1. Изучить теоретические основы пробоя жидких и газообразных диэлектриков.

2. Определить электрическую прочность жидкого и газообразного диэлектрика.

3. Определить влияние различных факторов на электрическую прочность исследуемых диэлектрических материалов.

Основные теоретические положения

4. 1. Пробой жидких и газообразных диэлектриков

Пробой газов обуславливается процессами ударной ионизации и фотоионизации. При приложении электрического поля к разрядному промежутку свободные заряды, имеющиеся в газе, получают некоторую добавочную скорость в напряжении поля, причем они приобретают дополнительную энергию

,

где q – заряд частицы; – падение напряжения на длине свободного пробега. Если поле достаточно однородно, то можно принять, гдеЕ – напряженность поля. Отсюда

Добавочная энергия заряженных частиц сообщается молекулам, с которыми они сталкиваются. Если эта энергия достаточно велика, то молекулы расщепляются на свободные электроны и положительные ионы, т.е. происходит ударная ионизация.

Электрическая прочность газов в значительной мере зависит от воздействия внешних факторов. На величинугаза влияет форма поля между электродами, материал электродов, расстоянием между ними, давление, температура, влажность, частота и время приложения переменного напряжения.

Одним из главных факторов, способствующих пробою жидкостей, является наличие в них посторонних примесей. Эти примеси могут образовывать растворы и дисперсные фазы, при чем наибольшее влияние на электрическую прочность жидких диэлектриков оказывают дисперсные фазы в виде эмульсий и растворов. Некоторые жидкие диэлектрики, предельно освобожденные от примесей имеют чрезвычайно высокую электрическую прочность - порядка 1500 - 1700 кВ/см, в то время, как жидкости технической очистки обладают электрической прочностью порядка 150 кВ/см.

Одним из наиболее распространенных жидких диэлектриков является трансформаторное масло. В химическом отношении трансформаторное масло представляет собой смесь различных углеводородов, что уже определяет его неоднородность. Кроме этого, масло достаточно легко поглощает из воздуха влагу, что резко снижает его электрическую прочность. Трансформаторное масло довольно быстро окисляется воздухом, а в окисленном виде оно разрушающе действует на твердую изоляцию. Вместе с тем, продукты распада, находясь во взвешенном состоянии, весьма заметно снижает электрическую прочность трансформаторного масла.