1.3. Коэффициент однородности электрического поля

Количественной характеристикой степени однородности поля является коэффициент неоднородности

,

представляющий собой отношение максимального значения напряженности электрического поля в изоляционном промежутке к среднему значению напряженности электрического поля.

По степени однородности электрического поля, зависящей от формы электродов, различают два вида изоляционных промежутков:

1. изоляционные промежутки с однородным и слабонеоднородным электрическим полем (СНП) которых ( ). Это промежутки с электродами типа плоскость – плоскость с закругленными краями или типа шар – шар, если радиусы шаров много больше расстояния между их поверхностями.;

2. изоляционные промежутки с резконеоднородным электрическим полем (РНП) ( ). Например, это промежутки с электродами стержень – плоскость.

1.4. Виды токов в изоляции

Изоляция электроустановки служит для предотвращения протекания электрического тока между изолируемыми частями. В нормальном состоянии через изоляцию могут протекать три вида токов:

1. емкостные токи при переменном напряжении, которые зависят от емкости изоляции и могут быть большими по величине;

2. абсорбционные токи (токи различных видов замедленной поляризации), сказывающиеся при постоянном и при переменном напряжениях;

3. сквозные токи, чрезвычайно малые по величине, которые протекают при постоянном напряжении через длительное время после его включения.

Заряженные частицы, входящие в состав молекул и кристаллических решеток диэлектрика, достаточно прочно связаны в веществе и при условиях, близких к нормальным, не могут перемещаться на заметные расстояния. Сквозные токи обусловлены небольшим количеством свободных заряженных частиц, образуемых за счет внешних ионизаторов, и эти свободные заряженные частицы способны перемещаться через изоляцию от одного электрода к другому.

1.5. Диэлектрические потери и угол потерь

Любая изоляция нагревается при приложении к ней напряжения. Причиной нагрева являются сквозные токи через изоляцию, нагрев за счет замедленных видов поляризации, ионизация газовых включений в твердой изоляции и неоднородность структуры изоляции.

Диэлектрическими потерями называют мощность нагрева изоляции за счет приложенного к ней напряжения. Диэлектрические потери при переменном напряжении обычно существенно больше, чем при постоянном напряжении той же величины, что и действующее значение переменного напряжения, и основную роль в нагреве на переменном напряжении до начала ионизации чаще всего играют поляризационные потери.

Углом диэлектрических потерь называют угол, дополняющий до 90^о угол сдвига фазы между напряжением на изоляции и током через изоляцию. tg δ показывает соотношение между активной мощностью нагрева изоляции и реактивной емкостной мощностью в изоляции. Понятие угла диэлектрических потерь применимо только для синусоидальных напряжений и токов.

Для определенности понятия емкости реальных конденсаторов или изоляции используют схемы замещения. Чаще всего используют две простейшие схемы замещения, составленные емкостным элементом и резистивным элементом: последовательную и параллельную. Величина емкости не зависит от выбора схемы замещения только при малых диэлектрических потерях.