Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


Пробой твердой изоляции




Электрическая прочность твердой изоляции выше, чем газооб­разной и жидкой U/пр тв > U /пр ж > U /пр г.

Электрическая прочность твердой изоляции зависит от:

1) формы электрического поля;

2) вида напряжения и полярности;

3) времени воздействия напряжения;

4) однородности диэлектрика;

5) электрофизических характеристик (полярный-неполярный,
tg 5, s, у и др.);

6) температуры.

Различают три вида пробоя твердого диэлектрика:

1) электрический — Е~102 -103 кВ/мм;

2) тепловой — Е~10-102 кВ/мм;

3) старение — Е~10 кВ/мм и менее.

Твердая изоляция включает в себя все виды твердых диэлек­триков от пленок до толстой монолитной.

В табл. 1.5 приведены некоторые электрические характеристи­ки твердой изоляции, которые могут быть востребованы в процессе ее эксплуатации.

Таблица 1.5 Характеристики изоляции

 

Наиболее сильное влияние на электрическую прочность твер­дой изоляции оказывают время приложения напряжения, температура, толщина. Зависимость пробивного напряжения от времени приложения напряжения называется вольт-временной характеристикой. Она приве­дена на рис. 1.27.

На кривой выделяют 4 области. Области I и II соответствуют электрическому пробою. Время приложения напряжения t < 0,1 с. Рез­кое возрастание пробивного напряжения в I области обусловлено запаз­дыванием развития разряда относительно времени приложения напря­жения. Область III характеризуется резким спадом пробивного напря­жения, что говорит о преобладающей роли тепловых процессов. Об­ласть IV — медленное снижение пробивного напряжения с увеличением времени воздействия связано с медленными процессами старения, де­градации твердой изоляции.

Электрическая прочность Епр твердой изоляции возрастает с уменьшением ее толщины и особенно быстро в области микронных толщин. Этот эффект используют в изоляции конденсаторов, кабелей, вводов и др. Влияние температуры наглядно иллюстрируется рис. 1.28, где приведена зависимость электрической прочности фарфора от темпе­ратуры. Видно, что до температуры —+75°C пробивная напряженность фарфора Едр практически не изменяется (область А). Дальнейшее уве­личение температуры приводит к резкому уменьшению Едр (область Б).

Рис. 1.27. Вольт-временная характеристика твердой изоляции: I— электрический пробой, запаздывание развития канала разряда; II — электрический пробой, t < 0,1 c, не зависит от температуры; III — тепловой пробой, t > 0,1 с, резкое снижение Unp во времени; IV — старение, Unp мало изменяется, а время до пробоя возрастает значительно

 

Развитие теплового пробоя в твердом диэлектрике в общих чертах может быть представлено в виде следующей последовательно­сти:

 

 

где

Uд — напряжение, приложенное к изоляции;

I — ток, текущий через изоляцию;

Тд — температура изоляции;

проводимость изоляции;

диэлектрические потери в изоляции.

 

 

Рис. 1.28. Зависимость пробивного напряжения от температуры для фарфора (напряжение 50 Гц)

 

Суть теплового пробоя изоляции можно представить в виде рис. 1.29, где Q1 — тепло, выделенное в изоляции за счет джоулевых и диэлектрических потерь, Q2 — отводимое от изоляции тепло в окру­жающую среду.

Рис. 1.29. Изменение выделенного Q1 и отводимого Q2 тепла в изоляции при разных U

 

Выделенное тепло определяется, как

 

Q1 = C tg U2, (1.40)

 

а отводимое тепло,как

 

Q2 = k S (T-To),

(1.41)

где

— угловая частота;

С — емкость изделии;

tg — диэлектрические потери в изоляции;

k — коэффициент теплопередачи;

S — площадь поверхности изоляции;

To — температура окружающей среды;

Т — температура внутри диэлектрика.

Изменение приложенного напряжения к изоляции приводит к изменению потерь в ней. На рис. 1.29 Q1(U1), Q1(U2), Q1(U3) — тепло, выделенное при U1 < U2 < U3, a Q1 — тепло, отведенное от изоляции.

Для U1 при T + T - Q2 > Q — нет нагрева. Для U2 при T2 + T - Q2 < Q1 — тепловой пробой. Для U3 — всегда тепловой пробой.

Т2 — точка теплового равновесия. Рабочая температура Траб < Т2 .


Поделиться:

Дата добавления: 2014-12-23; просмотров: 245; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.006 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты