1.15. 3. Влияние температуры

Электрическая прочность жидких диэлектриков в сильной степени зависит от их чистоты. Для чистых сухих жидкостей значитель­ное влияние температуры наблюдается в области интенсивного испаре­ния и кипения. (рис. 1.23, кривая 1).

Рис. 1.23. Зависимость электрической прочности трансформа­торного масла от температуры: 1 - сухое масло; 2 — техническое масло с при­месью влаги

Для технически чистых жидкостей с примесью влаги зависи­мость электрической прочности от температуры достаточно сложная. Из рис. 1.23, кривая 2 видно, что имеет место минимум и максимум элек­трической прочности. Снижение температуры от точки максимума при­водит к уменьшению Епр до минимума, что связано с переходом раство­ренной влаги в эмульгировнное состояние. Дальнейшее понижение тем­пературы (меньше 0° С) вызывает замерзание капелек воды и, как след­ствие, повышение Епр. У льда диэлектрическая постоянная е_л примерно равна диэлектрической постоянной масла _м ( _л ~ _м), что уменьшает влияние влаги на электрическую прочность масла.

Уменьшение электрической прочности для сухого и техниче­ского масел при температуре выше +80 °С (рис. 1.23) обусловлено ин­тенсивным испарением и кипением жидкости.

1.15.4. Влияние времени воздействия напряжения

Электрическая прочность жидких диэлектриков существенно зависит от длительности приложения напряжения т и чем больше при­месей в жидкости (особенно влаги и волокон), тем сильнее эта зависи­мость (рис. 1.24).

Рис. 1.24. Зависимость прибивного напряжения от времени воз­действия для трансформаторного масла. Электроды: острие-плоскость; расстояние между электродами 20 см; положительная полярность напря­жения

Экспериментальные результаты по пробою жидких диэлек­триков показывают наличие, как минимум, двух областей, связанных с временем воздействия напряжения (рис. 1.24), появление которых объ­ясняется различными механизмами пробоя. При воздействии импульсов напряжения с длительностью <10^-4 с (область I) влияние примесей значительно ослаблено, т.е. они не успевают переместиться на заметные расстояния. Начальная стадия разряда в жидкости возникает при напря-женностях 100 кВ/см. В этом случае начинают проявляться процессы электронной эмиссии. Возможны процессы авто- и термоэлектронной эмиссии с катода, а также процессы автоионизации жидкости у анода. Все перечисленные явления могут участвовать в инициировании разря­да.

Образование газовых пузырьков у электрода может иметь ме­сто как за счет разложения углеводородов жидкого диэлектрика, так и за счет вскипания жидкости под воздействием выделенной энергии в ло­кальных зонах электрода ("тепловая" теория пробоя). В газовых пу­зырьках развивается ударная ионизация, образуется кистевой стример-ный канал, который развивается к противоположному электроду.

Резкое увеличение электрической прочности при < 10^-5 с свя­зано с запаздыванием развития разряда, когда время воздействия на­пряжения становится соизмеримо с временем формирования разряда. Увеличение времени воздействия напряжения > 10 с приводит к бы­строму снижению Uпp вследствие влияния влаги и волокон, а также об­разования газовых пузырьков. При дальнейшем увеличении времени воздействия напряжения решающее влияние на снижение Uпp начинают оказывать тепловые процессы.

При длительном воздействии напряжения (область II) присут­ствие влаги, газа, загрязнений в жидком диэлектрике сильно снижает его электрическую прочность, причем наиболее опасным является эмульгированное стояние влаги. Пробой наступает вследствие образо­вания цепочек из мелких поляризованных частиц включений, которые вытягиваются вдоль силовых линий. Эти цепочки образуют проводя­щий канал, по которым протекает ток, разогревающий воду и приле­гающую к каналу жидкость до кипения. Пробой жидкости происходит по образовавшемуся газовому каналу.