8. Электропроводность твердых диэлектриков

1). Поверхностная - на поверхности твердого диэлектрика образуется тонкий слой адсорбированной влаги. Ионы, образующиеся в этой пленке под действием электрического ноля, перемещаются к электродам. Вблизи электродов поле усиливается, а в середине промежутка ослабляется. В итоге снижение эл. прочности промежутка. Удельная поверхностная проводимость γ_s (1/Ом).

2)Объемная-способность проводить электрический ток через объем. Удельной объемной проводимостью γ_v (Ом^-1·м^-1 )

3)Миграционная - в неоднородных диэлектриках.Движение под действием эл. поля свободных зарядов. Наблюдается в изоляции элементов высокого напряжения.

9. Поляризация твердых диэлектриков, диэлектрические потери

В электрическом поле диэлектрики поляризуются, приобретая наведенный электрический момент. Этот процесс обратим. Поляризация – изменение состояния диэлектрика при внесении его во внешнее электрическое поле, которое заключается в том, что весь объем диэлектрика приобретает электрический момент. Тв.диэлектрик электрически нейтрален.

1. Диэлектрик состоит из молекул, у которых в отсутствие эл. поля дипольный момент равен нулю (парафин).

2. В отсутствие поля молекулы хаотично (вода). При приложении эл. поля диполи поворачиваются по линиям поля.

3) Кристаллические диэлектрики - ионное строение. При поляризации происходит смещение положительных ионов по полю, а отрицательных – против поля.

4) Миграционная - в неоднородных диэлектриках и обусловлена движением в электрическом поле свободных зарядов (обычно ионов). Наблюдается в изоляции ВН, в которой обычно используются неоднородные диэлектрические материалы.

Двухслойный диэлектрик, расположенный между плоскими электродами.

Схема замещения по слоям (3.5, б)

Если соблюдается условие неоднородности диэлектрика и соответственно, то на границе раздела слоев накапливается заряд абсорбции q_абс. С накоплением заряда абсорбции связаны явления, которые используются для оценки состояния неоднородной изоляции.

Диэлектрические потери – мощность, рассеиваемая в диэлектрике при воздействии на него электрического поля и вызывающего нагрев диэлектрика.

Полная мощность диэлектрических потерь

Мост Шеринга

10. Разряд вдоль поверхности твердых диэлектриков в однородном поле

Пробой такого промежутка может быть в любом месте, а разрядное напряжение будет таким же, как и для чисто воздушного промежутка. Это связано с адсорбцией влаги на поверхности диэлектрика и микрозазорами между диэлектриком и электродом. Ионы, образующиеся в этой пленке под действием электрического поля, перемещаются к электродам. В результате этого поле вблизи электродов усиливается, а в середине промежутка ослабляется. Усиление поля у электродов приводит к снижению электрической прочности промежутка. Уменьшение напряжения перекрытия изолятора при наличии микрозазора между диэлектриком и электродом или микротрещины на поверхности диэлектрика связано с увеличением в них напряженности поля вследствие различия диэлектрических проницаемостей воздуха и твердого диэлектрика.

Диэлектрическая проницаемость воздуха в 3-4 раза меньше, чем твердого диэлектрика, поэтому в микрозазоре произойдет местное усиление поля. Увеличение напряженности поля в микрозазорах приводит к возникновению там ионизационных процессов, продукты которых (ионы и электроны), попадая в основной промежуток, создают местное усиление поля, приводящее к уменьшению напряжения перекрытия.

Для увеличения разрядного напряжения промежутка: 1. Использовать малогигроскопичные диэлектрики или создать покрытия из малогигроскопичных материалов (например, глазуровка фарфора). 2. Обеспечить надежное, без микрозазоров, сопряжение тела изолятора с металлической арматурой, используя цементные заделки и эластичные прокладки.