22. Пробій рідких діелектриків

Рідкі діелектрики, володіючи значно більш високою міцністю порівняно з газами, знайшли широке застосування як високовольтна ізоляція в різноманітних пристроях: трансформаторах, кабелях, передаючих лініях, конденсаторах, вимикачах, розрядниках і т.д.

Рідкі діелектрики можна класифікувати за їх природі на такі групи:

1. вуглеводні мінеральні – продукти перегонки нафти і кам’яного вугілля;

2. вуглеводні рослинні (рицинова, лляна і інші оливи);

3. хлоровані вуглеводні ароматичного ряду (хлордифеніл, совтол);

4. кремнійорганічні сполуки.

Крім цього, рідкі діелектрики можуть бути полярними і неполярними, в зв’язку з цими в них суттєво змінюються властивості, котрі наведені в таблиці 1.4.

Таблиця 1.4 – Властивості діелектриків

Вид діелектрика	,
Неполярні		1,8…2,5
Слабополярні
Сильнополярні

У промисловості мають справу з технічно чистими рідкими діелектриками, в котрих вплив сторонніх домішок обмежено деякою мінімальною концентрацією. У зв’язку з цим в теоріях пробою технічно чистих рідин розглядають вплив сторонніх домішок, що неминуче з’являються при експлуатації. Найважливіші сторонні домішки в рідких діелектриках:

а) вода;

б) гази;

в) волокна целюлози;

г) вуглець;

д) продукти розкладу використовуваного рідкого діелектрика.

Порівняно з повітрям (газом) пробивні напруги оливи мають дуже великий розкид. Відхилення від середнього складає 50% і більше, а середньоквадратичне відхилення 10…15%.

Визначення електричної міцності оливи згідно ГОСТ 6581-75 здійснюється у стандартному пробійнику при прикладанні змінної напруги.

На пробій рідких діелектриків істотний вплив має багато факторів, які можуть, як понижати пробивну напругу (забруднення, зволоження тощо), так і збільшувати його (очищення, бар’єри, тиск і т.д.). Основні фактори, що змінюють :

1. забруднення і зволоження (збільшення забруднення оливи знижує , мізерна кількість вологи ( ) різко знижує );

2. в’язкість (зменшення в’язкості знижує );

3. температура (зі збільшенням температури зменшується; на імпульсній напрузі цей вплив незначний; для технічно чистої оливи залежність носить складний характер);

4. тиск (для технічно чистої оливи збільшення тиску призводить до збільшення , оскільки збільшується тиск в газових бульбашках);

5. наявність бар’єрів (бар’єри можуть суттєво підвищити , особливо в різконеоднорідному полі);

6. час дії напруги (з збільшенням дії напруги зменшується; чим чистіший діелектрик, тим менший цей вплив; на імпульсній напрузі коефіцієнт імпульсу в декілька разів більший, ніж для газових діелектриків);

7. форма, площа електродів і відстань між ними (форма електродів складає поля різної ступені неоднорідності при , чим більший коефіцієнт неоднорідності, тим нижча ; зі збільшенням площі електродів зменшується; збільшення відстані збільшує );

8. полярність електродів при несиметричній їх формі (при від’ємній полярності пробивні напруги більші, ніж при додатній; цей ефект тим більший, чим більш полярний діелектрик).

Пробій рідких діелектриків – явище складне, що пояснюється складним складом рідких діелектриків та багатьма факторами, що впливають на розвиток пробою (забруднення, форма, розміри і матеріал електродів, температура, тиск і ін.). Для добре очищених рідин величина електричної міцності досягає 1000 кВ/см.