1.29. Зависимость электрической прочности внутренней изоляции от длительности воздействия напряжения

Рис.1.24. Зависимость пробивного напряжения внутренней изоляции от времени воздействия напряжения

На рис.1.24 приведена характерная для внутренней изоляции зависимость пробивного напряжения от времени приложения напряжения.

Сложный вид этой зависимости объясняется тем, что при разных временах процессы в изоляции, приводящие к пробою, имеют различную физическую природу.

Пробивное напряжение величина случайная, разбросы которой характеризуются среднеквадратическим отклонением . Это объясняется как природой процессов развития пробоя, так и неконтролируемыми случайными различиями между внешне одинаковыми изоляционными конструкциями.

Зависимость , может быть разделена на несколько участков, границы которых указаны ориентировочно.

При малых временах , т. е. в диапазоне от единиц микросекунд до нескольких миллисекунд, в изоляции возможен так называемый чисто электрический пробой. При этом электроны в сильном электрическом поле приобретают энергию, достаточную для ионизации нейтральных молекул и образования потока электронов. За счет энергии, выделяющейся при взаимодействии потока электронов с молекулами диэлектрика, происходит разрушение диэлектрика с образованием проводящего канала.

При с для внутренней изоляции, содержащей большие объемы жидкого диэлектрика, может наблюдаться некоторое снижение . Это происходит вследствие того, что с увеличением сильнее проявляется влияние примесных твердых частиц, неизбежно присутствующих в жидких диэлектриках. Такие частицы имеют, более высокую, чем у жидкости, ди­электрическую проницаемость. Поэтому около них проис­ходит некоторое увеличение напряженности в жидкости, что влечет за собой снижение величины . Под действием электрического поля примесные частицы перемещаются в области повышенных напряженностей. Чем больше время , тем дальше успевают сместиться частицы, тем больше вероятность появления их в наиболее напряженной области изоляции и, следовательно, ниже пробивное на­пряжение .

Следующий участок кривой – область теплового пробоя. В зависимости от размеров и свойств изо­ляции и температуры окружающей среды он может зани­мать диапазон от десятков секунд до нескольких часов.

Последний участок зависимости соответствует временам от нескольких минут или часов до 10—15 лет и более. Это область электрического старения изоляции. Интенсивность процессов старения может быть очень малой, поэтому время, необходимое для постепенного разрушения изоляции до пробоя, может исчисляться годами.

1.30. Длительная и кратковременная электрическая прочность

Для инженерной практики интерес представляет не вся зависимость , а те ее участки, которые соответствуют реально возможным в эксплуатации электрическим воздействиям.

В связи с этим для внутренней изоляции различают:

1) кратковременную электрическую прочность при воздействии стандартного грозового импульса;

2) кратковременную электрическую прочность при воздействии внутренних перенапряжений (при воздействии коммутационных импульсов нормированной формы или при одноминутном приложении напряжения частоты

50 Гц);

3) длительную электрическую прочность, под которой понимается электрическая прочность при непрерывном воздействии рабочего напряжения в течение времени, равного сроку службы конструкции.

Электрическая прочность внутренней изоляции при всех временах должна быть выше возможных в эксплуатации электрических воздействий.