1.14.1. Розряд уздовж забрудненої поверхні ізолятора

В умовах експлуатації поверхні ізоляторів завжди забруднюються. Як правило, сухі забруднення, що мають високий опір і напругу, що не впливає на розподіл, по поверхні ізолятора, не знижують помітно його розрядної напруги. Зволоження шару забруднення дощем, що мжичить, або росою призводить до зменшення опору шару забруднення, зміні розподілу напруги по поверхні ізолятора і в результаті - до зниження його розрядної напруги.

Механізми перекриття ізолятора під дощем і при забрудненій і зволоженій поверхні схожі. Розглянемо розвиток розряду у разі, коли поверхня ізолятора забруднена і зволожена.

Під дією прикладеної до ізолятора напруги із зволоженого шару забруднення проходить струм витоку, що нагріває його. Оскільки забруднення розподілене по поверхні ізолятора нерівномірно і щільність струму витоку неоднакова на окремих ділянках ізолятора із-за складної конфігурації його поверхні, те нагрівання шару забруднення відбувається також нерівномірно. На тих ділянках ізолятора, де щільність струму найбільша, відбувається інтенсивний випар води і утворюються підсушені ділянки з підвищеним опором. Розподіл напруги по поверхні ізолятора міняється. Майже уся напруга, що впливає на ізоляцію, виявляється прикладеною до підсушених ділянок. В результаті цією підсушені ділянки перекриваються іскровими каналами, званими частковими перемежаючими дугами. Опір іскрового каналу менше опору підсушеної ділянки поверхні ізолятора, тому струм витоку зростає. Зростання струму витоку призводить до подальшого підсушування шару забруднення, а отже, і до збільшення його опору

Інтенсивне підсушування поверхні ізолятора у кінців дуг призводить до їх подовження. Підсушування усієї поверхні веде до зниження струму витоку, а збільшення довжини часткових дуг до його зростання. Якщо результатом цього буде зменшення струму витоку, то дуги згаснуть, якщо ж струм витоку ростиме, то часткові дуги подовжуватимуться і перекриють увесь ізолятор. Оскільки параметри часткової дуги і кількість дуг, одночасно існуючих на поверхні ізолятора, випадкові, то і перекриття також є випадковою подією, що характеризується певною вірогідністю. Вірогідність перекриття ізолятора підвищується із збільшенням того, що впливає напрузі, оскільки при цьому зростає струм витоку, що сприяє подовженню часткових дуг до повного перекриття ізолятора.

З приведеної картини розвитку розряду виходить, що розрядна напруга ізоляторів буде тим вище, чим менше струм витоку :

(1.38)

де:

I_У - струм витоку по ізолятору;

^{RУ - опір витоку по поверхні ізолятора.}

_{Якщо шар забруднення має товщину ∆ з питомим об'ємним опором 𝜌, то для циліндричного гладкого ізолятора діаметром D :}

, (1.39)

де:

L_У - довжина шляху витоку.

_{З (1.38) і (1.39) витікає, що}

Отже, розрядна напруга ізолятора буде воз- растать із збільшенням довжини шляху витоку і зменшенням діаметру ізолятора

Оскільки процеси тієї, що підсушила поверхні ізолятора відбуваються відносно повільно, то при короткочасних перенапруженнях вони не устигають розвинутися і напруга перекриття буває вище, ніж при тривалій дії напруги.

Влагоразрядное напруга ізолятора залежить від характеристик шару забруднення, його кількості і складу, а також від інтенсивності і виду зволоження. Велика різноманітність видів забруднення, що зустрічаються в умовах експлуатації, не дозволяє вибрати єдине, "стандартне" забруднення, яке можна було б наносити на поверхню ізоляторів при визначенні влагоразрядных напруги. Найправильніше розрядна напруга в реальних умовах забруднення і зволоження може бути визначена з досвіду експлуатації.