8.3.4 Зависимость напряженности чр от толщины диэлектрика.

Рассмотрим возникновение ЧР в изоляции с сильно неоднородным по­лем. Напряжение ЧР определяется конфигурацией электрического поля и электрической прочностью изоляции в области наибольшей напряженности.

Для многих изоляционных конструкций большое значение имеет случай, когда электроды представляют собой плоские или цилиндрические поверхно­сти с острыми краями, между которыми находится диэлектрик. К рассматри­ваемому случаю относится изоляция конденсаторов, кабельных муфт, про­ходных изоляторов и трансформаторов тока с изоляцией конденсаторного типа, изоляция электрических машин в месте выхода из паза и т. д.

Зависимость ЧР от толщины диэлектрика выражается формулами

Uч_Р = Аd^-0.5, Е_чр = Аd^-0.5 (8.29)

Формула (8.29) хорошо подтверждается экспериментально.

8.3.5 Диэлектрические потери при наличии чр.

При возникновении ЧР достаточно большой интенсивности наблюдает­ся увеличение диэлектрических потерь за счет мощности, выделяемой при ЧР. Это увеличение диэлектрических потерь может быть зарегистрировано по возрастанию tgδ в изоляции испытуемого объекта.

При наличии ЧР потери в диэлектрике испытуемого объекта емкостью Сx складываются из потерь на ЧР Р_чр и других видов диэлектрических потерь Рд. Если tgδ_Д, соответствующий потерям Р_д, не зависит от напряже­ния, то Р_д пропорциональна квадрату напряжения:

P_д=U²ωC_xtgδ_д=U²g (8.30)

где g = ω С_х tg δ_Д - эквивалентная активная проводимость.

При наличии одного включения или при неизменном количестве одина­ковых включений мощность ЧР Р_д, как это следует из выражений (8.29)-(8.31), линейно возрастает с ростом приложенного напряжения. В этом случае при наличии ЧР tgδ может быть выражен следующим соотношением:

(8.31)

Зависимость tg δ от напряжения имеет максимум при некотором напря­жении U; значение может быть определено из условия dtg δ/dU=0 и равно 2U_чр (рис. 8.6, кривая 2). При этом предполагается, что область диэлектрика, охваченная ЧР, не увеличивается с ростом напряжения, т. е. величина от напряжения не зависит, где n – количество включений

Как указывалось выше, в большинстве изоляционных конструкций с ростом напряжения растет количество мест (включений), в которых развива­ются ЧР. Кроме того, появление ЧР приводит к разрушению диэлектрика и увеличению объема включений. В этом случае увеличение напряжения выше напряжения зажигания ЧР сопровождается резким подъемом tgδ. По подъе­му tgδ можно ориентировочно судить о значении U_чр (кривая 3, рис. 8.6). Обычно при дальнейшем увеличении напряжения рост tgδ не прекращается до пробоя изоляции.

Рис. 8.6 характерные зависимости tgδ от напряжения

1 - ЧР отсутствуют; 2 - имеются локальные газовые включения, не увеличивающиеся с ростом напряжения, ЧР возникают при напряжении U_ЧР1; 3 - ЧР возникают при П_ЧР2.

Наличие ЧР может быть обнаружено тремя известными методами:

1) измерение напряжения на объекте;

2) измерение тока во внешней цепи;

3) измерение интенсивности электромагнитных волн, излучаемых частичным разрядом во внешнее пространство.

Приборы, предназначенные для измерения колебаний напряжения или тока во внешней цепи, включаются непосредственно в испытательную схему и обычно называются индикаторами частичных разрядов (ИЧР).