9.Жидкая изоляция

Высокие изоляционные свойства жидких диэлектриков обусловили широкое применение в высоковольтной технике, эти достоинства дополняются хорошей заполняемостью объема и хорошим отводом тепла.

При сохранении общей закономерности - более высокой пробивной напряженности в равномерном поле, пробивное напряжение жидких диэлектриков очень сильно зависит от примесей и степени очистки. Существует теория, согласно которой связывается с размерами и подвижностью частиц примесей, их диэлектрической проницаемостью.

Рис.11

Если считать, что пробой в жидкости связан с разрушением молекул, то пробивная напряженность жидких диэлектриков чрезвычайно высока, для толуола кВ/см. Особенно резко падают изоляционные свойства при попадании воды (рис.11). Уже 0,2% влаги способны снизить в 10 раз, а это количество влаги трансформаторное масло способно поглотить из воздуха за 3 суток при отсутствии герметичности.

Твердые примеси могут попадать в масло из твердой изоляции (бумажные волокна) или могут образоваться при разложении масла, в том числе при частичных разрядах.

Твердые примеси в электрическом поле выстраиваются в цепочку, по которой возникает проводящий мостик на постоянном токе. На переменном токе образуются скопления, которые искажают распределение поля. При импульсном воздействии образования мостов не происходит, и твердые примеси мало сказываются на .

Пробой очищенного диэлектрика носит ионизационный характер

,

где - начальный ток холодной эмиссии с катода;

- эффективный коэффициент Таунсенда;

- коэффициент рекомбинации, учитывающий прилипание электронов к молекулам.

Более высокая теплопроводность электродов в жидком диэлектрике способствует повышению .

Контроль за величиной принято проводить в стандартных маслоприемниках, где электроды выполнены из медных или латунных дисков диаметром 25 мм, толщиной 58 мм, кромки дисков закруглены радиусом 2 мм. Стандартное расстояние между электродами 2,5 мм.

Нижний предел показателей жидких диэлектриков при Гц

Таблица 1

№	наименование	, кВ
1	Трансформаторное масло	30	2,0	0,004
2	Конденсаторное масло	50	2,2	0,0005
3	Касторовое масло	50	4,6	0,0025
4	Вазелин	50	2,5	0,005
5	Совол (синт. масло)	60	4,8	0,005

Такие показатели, как и , определяют потери в жидком диэлектрике при работе в высокочастотных установках, поэтому они также существенны при оценке качеств диэлектрика.

Увеличение промежутка увеличивает вероятность попадания примесей и снижает пробивное напряжение. В пределах 120 мм в равномерном поле прочность трансформаторного масла можно оценить по следующему выражению:

, [кВ]

При расстояниях 1080 см

, .

При дальнейшем увеличении расстояния стабилизируется , то есть [кВ].

Для электродов острие-плоскость при см

[кВ max].

Рис.12

Рис.13

В резконеоднородных полях зависимость пробивного напряжения от длительности воздействия его имеет весьма сложный характер.

Это связано с тем, что при различных временных воздействиях работают различные механизмы пробоя. При очень малых временах действует чисто электрический механизм пробоя с разрывом межатомных и межмолекулярных связей. При больших временах действует механизм теплового пробоя. Поэтому приходится ориентироваться на опытные зависимости или снимать характеристики самостоятельно, тем более, что при комбинации различных видов изоляции (маслобарьерная изоляция) пробивное напряжение может быть изменено весьма значительно.

В отличие от газовой изоляции, в жидких диэлектриках увеличение импульсного напряжения вызывает постепенное увеличение числа пробоев от минимального до 100%. В связи с этим использование 50% нецелесообразно. При конструировании изоляции необходимо знать и минимальное , при котором возникают единичные пробои и минимальное напряжение пробоя 100%.