- •Изоляция и перенапряжения Краткий курс лекций
- •Разряды и пробои
- •Введение
- •1. Разряды в газах
- •1.1.Общие положения
- •1.2.Виды газового разряда
- •1.3.Виды ионизации
- •1.4.Разряд в равномерном и слабонеоднородном поле
- •1.4.1.Первая теория Таунсенда
- •1.4.2 Вторая теория Таунсенда
- •1.4.3 Высокопрочные газы. Разряд в вакууме.
- •1.5.Стримерная теория пробоя газа
- •Острие положительно
- •Роль барьеров при пробое газов
- •1.6.Пробой газа на импульсах
- •1.6.1.Понятие времени разряда
- •1.6.2.Понятие о коэффициенте импульса
- •1.6.4.Параметры импульса
- •1.6.3.Вольтсекундные характеристики изоляции
- •7.Разряд в воздухе вдоль поверхности твердого диэлектрика
- •8.Коронный разряд
- •9.Жидкая изоляция
- •10.Маслобарьерная изоляция
- •11.Пробой твердых диэлектриков
- •11.1.Электрический пробой твердых диэлектриков
- •11.2.Тепловой пробой твердых диэлектриков
- •11.3.Электрохимический пробой
- •Литература
Острие положительно
Первая лавина образуется в промежутке сильного поля около + острия, и электроны уходят на острие – анод. В промежутке остается + заряд и искажение поля увеличивается, анод начинает прорастать к катоду стримером.
Роль барьеров при пробое газов
Неравномерность электрического поля в конструкции приводит к значительному снижению электрической прочности промежутков (с 30 кВ/см до 510 кВ/см). Устанавливаемый в промежутке барьер действует не как диэлектрик высокой прочности, а как приспособление для выравнивания электрического поля в промежутке. В некоторых случаях барьер может быть выполнен из металла или металлизированного материала.
Барьер при – острие малоэффективен, так как электроны легко проходят через него, но и разрядное напряжение в этом случае велико.
Особенно эффективен барьер при + острие, если установлен у острия на удалении 2025% S , позволяющий повысить на 5080%.
1.6.Пробой газа на импульсах
При кратковременном приложении напряжения к промежутку величина пробивного напряжения может существенно меняться. Это зависит и от времени приложения напряжения и от формы его.
1.6.1.Понятие времени разряда
Время разряда включает в себя:
Статистическое время запаздывания ( ) – время от момента приложения напряжения, достаточного для ионизации, до появления эффективного электрона. Это время зависит от материала электродов, их состояния, а также состояния промежутка, его подсветки и т.д. и может колебаться весьма значительно. В некоторых особо неблагоприятных условиях оно может доходить до нескольких секунд.
Время формирования разряда ( ) – время от начала ионизации до завершения разряда. Это время зависит от скорости частиц газа, то есть свойств среды промежутка и приложенного напряжения
.
1.6.2.Понятие о коэффициенте импульса
Статическим называют напряжение, приложенное к промежутку длительное время. Практически это или постоянное напряжение, или напряжение Гц. Импульсным называют напряжение, приложенное кратковременно и имеющее или апериодическую форму, или значительную скважность.
Обычно пробивное напряжение при импульсах выше, чем статическое, поэтому вводится понятие коэффициента импульса
При длинных импульсах при коротких достигает .
1.6.4.Параметры импульса
Изоляционное оборудование испытывается импульсным напряжением, имитирующим воздействие реальных атмосферных перенапряжений. Параметры импульса испытательного напряжения стандартизованы. Международная электротехническая комиссия требует применения стандартной волны (микросекунд).
В СССР использовался импульс или срезанная волна (микросекунд).
Рис.2
Длина волны отмечается от условного 0 до времени снижения до 50%. Если мы будем прикладывать к промежутку импульсное напряжение определенной формы многократно, то по мере увеличения его сначала пробоя не будет, потом будут наблюдаться отдельные пробои, потом в 100% случаев будет пробой. Поэтому за импульсное напряжение пробоя промежутка принято то напряжение, при котором при многократном приложении его пробой происходит в 50% случаев.