21. Пробой в жидких диэлектриках.

Эл. прочность химически чистых жидких диэлектриков превышает 1 МВ/см. Т.к. на практике используются технически чистые жидкие диэлектрики, то реальная эл. прочность ниже и зависит от факторов. Исследуя пробой жидких диэлектриков следует отметить ряд совпадений с явлениями пробоя в газе:

1. искажение поля объемными зарядами;

2. наличие стримеров, образование лидера и дуги.

Однако есть и ряд отличий, которые сближают жидкие диэлектрики с твердыми:

1. рассеивание энергии электронами;

2. эмиссия электронов с катода.

Пробой жидких диэлектриков объясняется 3-мя процессами:

1. ударная ионизация электронами и образование объемного заряда;

2. эмиссия свободных электронов с поверхности катода;

3. образование пузырьков газа в жидком диэлектрике, которые в эл. поле превращаются в эллипсоиды, выстраиваются в мостики и способствуют полному пробою.

Рассмотрим эти 3 процесса:

При повышении U напряженность эл. поля возрастает. У катода образуется «+» объемный заряд. Это приводит к увеличению тока. При таких условиях напряженность эл. поля вблизи катода может достигнуть 1 МВ/см и более. Возникает нестационарный режим: увеличение объемного заряда приводит к увеличению тока эмиссии с катода, что в свою очередь увеличивает объемный заряд и т.д. В результате появляются вторичные электроны, которые порождают электронные лавины, образуются стримеры и наступает пробой. Такой характер развития пробоя жидкого диэлектрика наблюдается при малых длинах разрядного промежутка. При больших межэлектродных промежутках картина пробоя изменяется. На начальной стадии разряда возникает автоэлектронная эмиссия. Она либо с катода, если разряд развивается с катода, либо с поверхности частичек примесей у анода. Т.к. работа выхода электронов с поверхности катода меньше, то начальная лавина возникает у катода. Это объясняет и меньшую Е эл. поля возникновения лавины с катода. Пир больших расстояниях между электродами объемный заряд накапливается у катода и снижает Е эл. поля. в этой области. Развитие разряда в этой области прекращается. Дальнейшее развитие разряда у анода. Процесс осуществляется за счет ударной фотоионизации в слое жидкости окружающей канал разряда. Канал разряда формируется следующим образом: в промежутке вдоль силовых линий эл. поля все время происходят местные разряды – стримеры. Развитие этих стримеров сопровождается импульсами тока и вспышками света. Каждый такой разряд образует новый участок канала, который заполнен ионизированным газом. Когда одна из ветвей канала достигнет противоположного электрода происходит пробой. Когда разрядные промежутки большие то местные разряды – стримеры образуют светящийся канал-лидер, который быстро продвигается к катоду. Чаще всего лидеров бывает несколько. Пробой возникает тогда, когда один из них достигает противоположного электрода. Свечение лидера носит импульсный характер. Объясняется это тем, что объемный заряд в голове лидера имеет тот же знак, что и электрод, с которого он развивается. Поэтому объемный заряд снижает E эл. поля в голове лидера и останавливает его продвижение. По прошествии времени объемный заряд смещается к противоположному электроду (катоду). Напряженность поля у головы лидера резко возрастает и процесс повторяется вновь.