1.15.5. Вплив матеріалу, геометрії електродів, відстані між ними й полярності

Геометрична форма електродів створює поля різного ступеня неоднорідності, і чим більше коефіцієнт неоднорідності, тим нижче пробивна напруга. Навіть незначне збільшення радіуса кривизни електродів у різконеоднорідних полях дає більше істотне збільшення U_ПР у порівнянні з повітрям. Збільшення відстані між електродами S приводить до збільшення пробивної напруги (мал. 1.25).

На величину пробивної напруги при незмінному S впливає площа електродів і об'єм рідини між електродами: збільшення площі електродів і об'єму рідини викликає зниження U_ПР. Стан поверхні електродів також впливає на електричну міцність Е_ПР рідких діелектриків. Забруднення, окислювання й погане полірування поверхні електродів знижують Е_ПР. У міру збільшення відстані між електродами вплив матеріалу електродів зменшується й при відстані кілька міліметрів практично припиняється. Вплив матеріалу електродів на Е_ПР рідких діелектриків здійснюється через емісію електронів з катода.

Рис. 1.25. Залежність пробивної напруги від відстані між електродами й полярності для трансформаторного масла, електроди вістря-площина: 1 – позитивна полярність вістря; 2 — негативна полярність вістря; напруга постійне

Як треба з мал. 1.25, пробивна напруга залежить від полярності електрода-вістря при несиметричній системі електродів.

Найбільше яскраво ця залежність проявляється для полярних рідин.

Наприклад, для води збільшення U_ПР при негативній полярності вістря досягає 2,0-2,5 разів у порівнянні з позитивною полярністю.

1.15.6. Бар'єрний ефект

Бар'єри із твердого ізоляційного матеріалу, установлювані в маслі між електродами, досить широко застосовуються для підвищення електричної міцності масляної ізоляції.

При наявності бар'єрів електрична міцність розрядного проміжку значно зростає. Це обумовлюється двома факторами. Бар'єр непроникний для іонів рідини. Тому іони. рухаючись від одного електрода до іншого, осідають на бар'єрі, «розтікаються» по його поверхні й заряджають її. Завдяки цьому, електричне поле в проміжку стає більше рівномірним, що приводить до збільшення розрядної напруги. Крім цього, бар'єр утрудняє утворення суцільних провідних містків з волокнистих речовин, що перебувають у маслі. Дія бар'єрів більш ефективно в нерівномірних полях. При короткочасних імпульсних впливах напруги бар'єри менш ефективні, чим на постійній і змінній напругах.

На мал. 1.26 представлене відносна зміна пробивної напруги U_б /U_ПР (U_ПР – пробивна напруга чисто масляного проміжку, а U_б – пробивна напруга того ж проміжку з бар'єром) залежно від положення бар'єра S_б /S (S — відстань між електродами, постійно, а S_б – відстань від вістря до бар'єра) у масляному проміжку, утвореному електродами вістря-площина при впливі змінної напруги із частотою 50 Гц.

Рис. 1.26. Вплив бар'єра на пробивну напругу масляного проміжку: електроди вістря-площина; частота 50 Гц, S – 75 мм

Бар'єр – плоский електрокартон товщиною 5 мм. Відстань до бар'єра виміряється від вістря. У даній системі координат пробивна напруга масляного проміжку без бар'єра дорівнює 1. Наявність бар'єра приводить до збільшення пробивної напруги. Максимальний ефект відповідає відстані до бар'єра Sб ≈ 0,25 S, що добре корелює з аналогічним ефектом для газу.

Маслобар’єрна ізоляція широко застосовується у високовольтній техніці при виготовленні трансформаторів, уведень, реакторів і т.п.