08.04.12

Электрическая (диэлектрическая) прочность изоляторов. Пробой изоляции

Мы установили, что удельное сопротивление диэлектрика велико, поэтому при наличии электрического поля в диэлектрике возникает ничтожно малый ток.

Однако если напряженность поля непрерывно увеличивать, наступит момент, когда ток в диэлектрике резко возрастет — произойдет пробой диэлектрика (изолятора), в диэлектрике появится проводящий канал. Пробой сопровождается треском и свечением этого канала.

В газах и иногда в жидкостях имеет место ионизационный пробой. Сущность его состоит в том, что те немногие свободные электроны, которые имеются в диэлектрике, под воздействием сил поля приобретают такие скорости, что их столкновения с молекулами приводят к отделению части электронов от молекул. Молекулы диэлектрика распадаются на ионы и свободные электроны.
Рис. 1
Вновь образовавшиеся свободные электроны под действием сил поля приобретают значительные скорости и сталкиваются с молекулами; таким образом, продолжается начавшийся процесс ионизации газа (образования из молекул ионов и электронов). В результате в диэлектрике появляется значительное число свободных зарядов: диэлектрик превращается в проводник. Этот процесс совершается обычно не во всем объеме диэлектрика, а в узком канале, в котором и происходит пробой.

В твердых телах и в жидкостях чаще имеет место другая форма пробоя: так называемый тепловой пробой.

Известно, что сопротивление диэлектриков при нагреве, как правило, уменьшается. При определенных значениях напряженности поля вследствие увеличения силы токов в диэлектрике возникнут местные нагревы (по пути токов).

Увеличившиеся вследствие уменьшения сопротивления токи усилят эти нагревы, и в конечном итоге процесс закончится разрушением диэлектрика и образованием в диэлектрике проводящего канала. Тепловой пробой особенно часто происходит в загрязненных диэлектриках, в которых инородные тела являются благоприятными каналами для концентрации токов.

На рис. 1 изображены два проводника, разделенные изолятором. Пусть разность потенциалов между проводниками равна U и проводники имеют такую форму, что поле между ними однородно. Тогда напряженность поля Е = U/l (l — расстояние между проводниками).
Если непрерывно увеличивать U, наступит момент, когда Е достигнет значений, при которых диэлектрик пробивается: в диэлектрике появляется проводящий канал А.

Это значение Е называется пробивной напряженностью данного материала. Пробой газов и жидкостей можно приостановить, снижая напряжение, что приводит практически к исчезновению тока. В твердых телах пробой сопровождается разрушением материала и часто обугливанием образующегося при пробое канала. Таким образом, в диэлектрике создается для электрического тока какал, сохраняющий значительную проводимость даже при уменьшении напряженности поля.

Пробой может явиться результатом не повышения напряжения, а результатом действия других факторов, разрушающих изоляционные материалы (например, воды, высокой температуры и т. д.).

Увеличение проводимости изоляционных деталей свидетельствует о начавшемся разрушении изоляции. Поэтому при увеличении проводимости, т. е. при уменьшении сопротивления изоляции электросистемы, необходимо принимать соответствующие меры.

Диэлектрическая (электрическая) прочность материалов выражается в кв (киловольтах) на мм (миллиметры).

⇓ДОБАВИТЬ В ЗАКЛАДКИ⇓


⇒ВНИМАНИЕ⇐
  • Материал на блоге⇒ Весь материал предоставляется исключительно в ознакомительных целях! При распространении материала используйте пожалуйста ссылку на наш блог!
  • Ошибки⇒ Если вы обнаружили ошибки в статье, то сообщите нам через контакты или в комментариях к статье. Мы будем очень признательны!
  • Файлообменники⇒ Если Вам не удалось скачать материал по причине нерабочих ссылок или отсутствующих файлов на файлообменниках, то сообщите нам через контакты или в комментариях к статье.
  • Правообладателям⇒ Администрация блога отрицательно относится к нарушению авторских прав на www.electroengineer.ru. Поэтому, если Вы являетесь правообладателем исключительных прав на любой материал, предоставленный на ресурсе, то сообщите нам через контакты и мы моментально примем все действия для удаления Вашего материала.


⇓ОБСУДИТЬ СТАТЬЮ⇓
 

Сисадмин мнил себя богом сети, электрик грубо развеял этот миф. Научись развеивать мифы! © Electrical Engineer's blog [2010-2016].