Электроизоляция и перенапряжения. Лифанов В.Н. - 27 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

27
Разряд по сухой поверхности твердого диэлектрика
Разность потенциалов, при которой произойдет пробой между двумя
электродами на сухой поверхности твердого диэлектрика (изолятора), назы-
вается сухоразрядным напряжением.
Во всех изоляционных конструкциях разряд по поверхности можно
различать: в резконеоднородном, в слабо неоднородном и однородном элек-
трических полях.
Механизм развития канала стримера обнаруживается в слое газа, при-
легающего к поверхности твердого диэлектрика, поэтому спектрографиче-
ские данные свидетельствуют об отсутствии лавины диэлектрика. В канал
стримера вливаются вторичные лавины, образованные вследствие фотоиони-
зации молекул газа, и развивают их в глубь промежутка. Температура в ка-
нале стримера - до 2200 К, а в длинных промежутках при лидерной форме
образования канала до 6500 К. При развитии канала стримера поверхность
диэлектрика оказывается заряженной. Объемный заряд оседает на поверхно-
сти и в зависимости от ее состояния (шероховатости, запыленности и увлаж-
нения), искажает поле разрядного промежутка. Если канал разряда стримера
затухает после своего развития, то он называется скользящим или коронным.
При переменном напряжении и резко неоднородном электрическом поле в
каждый полупериод на поверхности диэлектрика у электрода с малым радиу-
сом кривизны возникают явно выраженные каналы скользящего разряда.
Возможная величина напряжения перекрытия по Теплеру
U
p
= K )dt/dU/1(C/L
20
5
пуд
2
сp
, (1.20.)
где С
уд.п
= е` 10
-12
/ (4 π 0,9 d), Ф/см
2
- удельная единичная поверхностная ем-
кость; L
ср
-расстояние между электродами, длина канала разряда, см; dU/dt -
скорость изменения приложенного напряжения, кВ/мкс; К -коэффициент, за-
висящий от полярности электродов, их конфигурации и формы напряжения
(находится по экспериментальным данным); e' = e e
0
- абсолютная диэлектри-
ческая постоянная; e - относительная диэлектрическая постоянная (для стек-
ла 7 - 8, для фарфора 5 - 6); e
0
= 8,86 к/В см - для вакуума; d - толщина ди-
электрика, см.
При промышленной частоте напряжения появление скользящего разря-
да или короны на электроде может быть найдено, как
U
ср
=1,36 10
-4
/ C
0,44
уд.п
, кВ
действ
. (1.21)
Для расчета напряжения перекрытия по сухой поверхности изолятора можно
рассмотреть следующие схемы. В схемах на рис. 1.9 - 1.10 между электрода-
ми при разности потенциалов возникают напряженности электрического по-
ля: Е
tg
- тангенциальная ( рис. 1.9); E
tg
- тангенциальная и Е
нр
- нормальная
(рис. 1.10); С
уд.п
= С + С .
1 E
tg
2
C
уд п
= С
1
3 1 2
      Разряд по сухой поверхности твердого диэлектрика
      Разность потенциалов, при которой произойдет пробой между двумя
электродами на сухой поверхности твердого диэлектрика ( изолятора), назы-
вается сухоразрядным напряжением.
      Во всех изоляционных конструкциях разряд по поверхности можно
различать: в резконеоднородном, в слабо неоднородном и однородном элек-
трических полях.
      Механизм развития канала стримера обнаруживается в слое газа, при-
легающего к поверхности твердого диэлектрика, поэтому спектрографиче-
ские данные свидетельствуют об отсутствии лавины диэлектрика. В канал
стримера вливаются вторичные лавины, образованные вследствие фотоиони-
зации молекул газа, и развивают их в глубь промежутка. Температура в ка-
нале стримера - до 2200 К, а в длинных промежутках при лидерной форме
образования канала до 6500 К. При развитии канала стримера поверхность
диэлектрика оказывается заряженной. Объемный заряд оседает на поверхно-
сти и в зависимости от ее состояния (шероховатости, запыленности и увлаж-
нения), искажает поле разрядного промежутка. Если канал разряда стримера
затухает после своего развития, то он называется скользящим или коронным.
При переменном напряжении и резко неоднородном электрическом поле в
каждый полупериод на поверхности диэлектрика у электрода с малым радиу-
сом кривизны возникают явно выраженные каналы скользящего разряда.
      Возможная величина напряжения перекрытия по Теплеру
                    Up = K 5 L сp / C 2 уд п (1 / 20 dU / dt ) ,   (1.20.)
где Суд.п= е` 10 -12 / (4 π 0,9 d), Ф/см2 - удельная единичная поверхностная ем-
кость; L ср -расстояние между электродами, длина канала разряда, см; dU/dt -
скорость изменения приложенного напряжения, кВ/мкс; К -коэффициент, за-
висящий от полярности электродов, их конфигурации и формы напряжения
(находится по экспериментальным данным); e' = e e 0 - абсолютная диэлектри-
ческая постоянная; e - относительная диэлектрическая постоянная (для стек-
ла 7 - 8, для фарфора 5 - 6); e 0 = 8,86 к/В см - для вакуума; d - толщина ди-
электрика, см.
       При промышленной частоте напряжения появление скользящего разря-
да или короны на электроде может быть найдено, как
                             Uср =1,36 10 -4 / C0,44уд.п , кВдейств.           (1.21)
Для расчета напряжения перекрытия по сухой поверхности изолятора можно
рассмотреть следующие схемы. В схемах на рис. 1.9 - 1.10 между электрода-
ми при разности потенциалов возникают напряженности электрического по-
ля: Еtg - тангенциальная ( рис. 1.9); E tg - тангенциальная и Енр - нормальная
(рис. 1.10); Суд.п = С + С .
                        1      E tg             2
                                                                 C уд п = С1
                3                                           1                2
                                            27