1. Від чого залежить величина розрядної напруги по поверхні

плоского діелектрика в однорідному полі, чистій, сухій поверхні?

Для варіанта (1) переважає тангенційна (дотична до поверхні) складова

напруженості поля, яке є відносно однорідним. Тут корона відсутня і

значення розрядної напруги досить високе. Але без діелектрика електрична

міцність більша, тому що наявність його спотворює поле, а поверхня

абсорбує вологу і бруд, які сприяють розвитку розряду. Під дією

електричного поля молекули води дисоціюють на іони, які переміщуються до

електродів, збільшуючи напруженість поблизу електродів. Наявність

мікрозазорів між діелектриком і електродом також збільшує напруженість в

них поля завдяки різниці діелектричних проникностей повітря і твердого

діелектрика. Збільшення напруженості в мікрозазорах призводить до

виникнення там іонізаційних процесів з утворенням електронів і іонів, які

зменшують напругу перекриття міжелектродного проміжку.

2. Як залежить величина виникнення ковзних розрядів при умовах

великої і малої ємності поверхні діелектрика відносно одного з

електродів?

Поле неоднорідне, тому при достатній

напрузі в них виникає коронний розряд, що має вигляд смуги неяскравого

світіння. При подальшому збільшенні напруги ділянка коронування

розширюється і з'являються багаточисельні канали світіння, що мають назву

стримерних розрядів. Канали стримерів в ізоляційних конструкціях зі значною нормальною складовою напруженості електричного поля мають набагато більшу ємність відносно внутрішньою електрода (рис. 4.1, в), ніж у конструкціях з переважно тангенційною складовою поля. Внаслідок цього через них проходить досить значний струм, достатній для термічної іонізації каналу розряду. У результаті опір каналу різко зменшується, інтенсивність світіння зростає і виникають так звані ковзні розряди. Оскільки провідність каналу ковзного розряду значно більша провідності каналу стримера, падіння напруги на ньому незначне, тому вся напруга прикладена до не перекритої частини діелектрика. У результаті довжина ковзного розряду збільшується і процесс закінчується повним перекриттям ізолятора. Очевидно, чим більша поверхнева ємність ізолятора, тим нижча розрядна напруга при постійній довжині ковзного розряду Lк.

4. Які умови сприяють появі дугового розряду по поверхні діелектрика?

В електроустановках при комутації великих робочих струмів розбіжність контактів супроводжується виникненням дуги – розряду з великою густиною струму. Дугові розряди супроводжують і розвинуті поверхневі розряди – перекриття ізоляції електроустаткування.

У дузі є три характерних ділянки: прикатодна, стовп дуги, прианодна. Довжина прикатодної ділянки – порядка довжини вільного пробігу електрона, довжина при анодної ділянки – приблизно така ж. Величина напруги у при катодній ділянки приблизно відповідає напрузі іонізації газу, в якому горить дуга.

Нерівності поверхні катода збільшують напруженість електричного поля у стовпі дуги.

При значній густини струму дуги температура поверхні катода досягає температури випару металу катода й енергія електронів стає настільки великою, що дозволяє їм вийти з катода, тобто відбувається термоелектронна емісія.

Стовп дуги являє собою сильно іонізований об’єм газу, що складається з позитивних та негативних іонів і називається плазмою, яка характеризується дуже високою температурою – від 5000 до 25000 К. Горіння дугового розряду є вкрай негативним явищем, оскільки пов’язано з великими втратами електроенергії і можливим руйнуванням металевих частин електрообладнання.

5. Чи будуть виникати ковзні розряди при постійній напрузі?

Термічно іонізований канал розряду, що розвивається уздовж діелектрика, на поверхні котрого нормальна состовляющая напруженості поля перевищує тангенціальну состовляющую, називають каналом ковзного розряду.

Провідність каналу ковзного розряду значно більше провідності каналу стримера. Тому падіння напруги в каналі ковзного розряду менше, а на неперекритій частині проміжку більше, чим в каналах стримера. Збільшення напруги на неперекритій частині проміжку призводить до подовження каналу ковзного розряду і повного перекриття між електродами.

Довжина каналу ковзного розряду залежить від його проводь мости, а отже, від значення струму в нім. У свою чергу струм залежить від напруги між електродами, зміни напруги і місткості каналу стримера відносно протилежного електрода.

При постійній напрузі питома поверхнева місткість практично не впливає на розвиток розряду і значення розрядної напруги виявляється близьким до розрядному напруги чисто повітряного проміжку.