Часть III. Глава 2. Пробой жидких диэлектриков технической очистки

Снижение Епр технически чистых жидкостей и при очень больших экспозициях является следствием влияния примесей. Поэтому для технически чистых жидкостей коэффициент импульса, т.е. отношение импульсного пробивного напряжения к пробивному напряжению при больших экспозициях, может достигать очень больших значений, которые не наблюдаются при пробое газов и твердых диэлектриков. Так, при длительности 10-7 с коэффициент импульса может достигать значения, близкого к 10.

Высокая импульсная прочность жидких диэлектриков и отсутствие явления последовательного пробоя, наблюдаемого в твердых диэлектриках, делает жидкие диэлектрики более предпочтительной изоляцией, чем твердые диэлектрики, для импульсных высоковольтных устройств.

2.8. Влияние ультразвука на электрическую прочность

Исходя из представлений о механизме пробоя жидких диэлектриков за счет ударной ионизации по аналогии с пробоем газа в работе Некрашевич [12] показано, что если в промежуток кроме электрической энергии вводить какую-то дополнительную энергию, то условия пробоя при наличии γ -процесса на катоде будут иметь вид:

1)1α−γ χ < joPE – при пробое промежутка;

2)1α−γ χ > joPE – с упрочнением промежутка;

3)1α−γ χ = joPE – «особый вид разряда», как переходная форма

между условиями 1 и 2.

Здесь α – коэффициент ударной ионизации электронами, γ – коэффициент, учитывающий γ -процесс на катоде, χ – коэффициент,

учитывающий воздействие неэлектрической энергии, Р – мощность неэлектрической энергии.

В качестве такой неэлектрической энергии может выступать освещение катода или воздействие ультразвука. На рис. 2.12 представлена зависимость величины пробивного напряжения дистиллированного керосина от размера промежутка при отсутствии и при воздействии ультразвука.

233

Часть III. Глава 2. Пробой жидких диэлектриков технической очистки

Из приведенного рис. 2.12 видно, что при воздействии ультразвука явно вырисовывается упрочнение межэлектродного промежутка. Этот эффект наблюдается независимо от полярности электрода.

На рис. 2.13 представлена зависимость числа поданных импульсов

нических загрязнений происходит их дробление под действием ультразвука, что затрудняет формирование проводящего

мостика.

234

Часть III. Глава 2. Пробой жидких диэлектриков технической очистки

виваться у электрода-острия в жидкости. Образующийся около элек- трода-острия объемный заряд выравнивает поле в жидкости. Но в твердом диэлектрике напряжен-ность электрического поля остается попрежнему высокой или может даже возрастать. Схематическое изображение развития разрядов на границе жидкости и твердого диэлектрика показано на рис. 2.15. В местах расположения высоких локальных напряженностей поля будет происходить развитие разряда в твердый диэлектрик. Это согласуется с экспериментальными данными Б.В. Семкина, который показал, что точки внедрения разряда в твердый диэлектрик (каналы неполных пробоев) находятся не под электродом, а располагаются на некотором удалении от него, образуя эллипс, вытянутый в сторону от электрода-острия (рис. 2.16).

В.Ф. Важов и Д.В. Жгун получили эффект внедрения разряда в твердый диэлектрик, когда напряжение на электродах быстро поднималось в течение примерно 1 мкс, а затем спадало при экспозиции не менее 5 мкс. Если напряжение было недостаточным для внедрения разряда в твердый диэлектрик, то разряд развивался дальше в жидкости.

Экспериментальная проверка эффекта внедрения разряда в твердый диэлектрик была проведена А.Г. Чепиковым. Он накладывал на твердый диэлектрик металлическое кольцо с внутренним радиусом 4 см. В центре этого кольца вставлялся электрод-острие, на который подавался импульс положительной полярности с длительностью фрон-

та порядка 10−5 с. Металлическое кольцо заземлялось. В качестве диэлектрика был взят фторопласт-4, т.е. пластичный материал, в котором не образуются микротрещины и можно произвести срез по каналу разряда. Фотография среза разряда во фторопласте-4 показана на рис.

открытие [15].

236