Пробой электрической изоляции

Пробоем называется внезапная потеря диэлектриком изолирующих свойств, в результате образования внутри диэлектрика проводящего канала.

Величина напряжения, при котором происходит пробой, называется напряжение пробоя . увеличивается с ростом толщины диэлектрика, поэтому не может характеризовать способность материала выдерживать напряжение, не разрушаясь. Такой характеристикой в однородном поле принято считать величину пробивной напряженности , которая не зависит от толщины диэлектрика или электрической прочности

В неоднородном поле единственной характеристикой( конструкции, а не материала) является пробивная напряженность . Многочисленные исследования установили, что даже при электродах, которые должны создавать практически однородное поле, величина уменьшается с ростом толщины диэлектрика, т.е строго говоря является характеристикой образца, а не материала. В связи с этим, приняты справочные значения электрической прочности, определяющиеся в однородных полях для образцов с толщиной 1-2 мм.

Процессы , вызывающие разрушение диэлектриков сильно зависят от агрегатного состояния вещества, от условий испытаний и состояния образцов. В связи с этим, пробой принято рассматривать по агрегатным состояниям вещества. Однако, критерий пробоя может быть установлен общий, на основе анализа ВАХ в сильных электрических полях.

А- газы; Б- жидкости, твердые диэлектрики.

Эти характеристики для газов, жидких и твердых диэлектриков имеют характерную особенность: опрокидывание характеристик в т. А при достижении . Распространяя чисто формально понятие “удельной проводимости” , как приращение плотности тока к напряженности электрического поля. На область сильных полей( вблизи т. А), получаем, что при опрокидывании т.е происходит нарушение стационарного режима электропроводности: диэлектрик перестает быть изолятором после

т. А, поэтому момент опрокидывания характеристики можно рассматривать как пробой, а соответствующую принимать за электрическую прочность.

Условие пробоя:

Общий критерий пробоя ( нарушение стационарного режима электропроводности)

Пробой жидких диэлектриков

Механизм разряда существенно зависит от содержания примесей. Для тщательно очищенных и обезгаженных жидкостей ( предельно чистых жидкостей) зависимость плотности тока от напряженности поля имеет ВАХ похожую на ВАХ газов ( неявно выраженный уступ, напоминающий участок насыщения). Это заставляет предполагать общность механизма электропроводности и пробоя. Однако, практические значения предельно чистые жидкости не имеют. В качестве изоляции используют технически чистые жидкости, содержащие растворенный газ и небольшое количество примесей. В технически чистых жидкостях различают 2 характерные формы пробоя: мостиковая и тепловая.

Теория проводящих мостиков объясняет пробой, как результат создания между электродами, под действием приложенного напряжения, проводящего канала из примесей.

Тепловая теория пробоя объединяет пробой как результат разогрева и закипания жидкостей в местах с повышенной электропроводностью. Образующиеся пузырьки пара имеют минимальную прочность, чем жидкость и пробиваются ( ионизируются), затягиваясь между электродами они замыкают их проводящим газовым каналом.