Справочник по электротехническим материалам. Под ред. Ю.В.Корицкого и др. Том 1 (3-е изд., 1986) (1152095), страница 24
Текст из файла (страница 24)
пллщллз цолерхлостл ллехтродол саотллтстлллно 1О з 19Ю сы* Рис. 3.12. Заввсиыость отношении пробивного напряжения смеси азота с элегаэом (7хр.лл к Улр азота от обьемиой доли элегаза Рнс. 3.13. Зависимость пробивного напряжения и напряжения появления короны в различных газах от давлвния газа для электродов острие — плоскость. Острие заряжено положительно. Расстояние между электродами 1 см1 — — лрлбзлзые лллрлжллня1 — — — ллчлль- ные расвростракяться без повышения напряжения через весь промежуток, несмотря на то что поле в остальной части промежутка существенно меньше, чем поле вблизи микровыстуяа или мпкрочастицы. Поэтому пробивная напряженность не зависит от длины промежутка и распределения поля по нему.
Все определяется напряженностью в месте расположения микро- выступа или мнкрочзстицы, т. е. на поверхности мезтрода или вблвзи иее. Па этом и основана методика расчета пробивных напрвжевий оборудования с изоляцией сжатым газом. Зная иэ экспериментальных данных электрическую прочность и вычислив распределение поли по расчетному промежутку.
определяют пробивное напрюкение данной изоляционной кон укции. 7 анные, представленные на рпс. 3.11 для элегаза, а на рис. 3.9 для воздуха, дают возможность определить пробивные напряжения изоляционных промежутков по указанной методике при напряжении промышленной частоты 30 Гц и грозовом импульсе для промышленного электргюборудования с изоляцией сжатыми газами. Длн определения выдерживаемого напряжения с той или иной вероятностью пробоя необходимо знать среднеквадратичное отклонение и. При давлении мегазэ, равном 0,3 — 0,4 МПа, можно ориентироваться нэ значения а, равные: ри на.
пряжении промышленной частоты — 0,03, з при напряжении грозового импульса — 0,03. добавление к азоту, воздуху или другому газу с невысокой электрической прочностью Р Вг дб об дб йк г2 лиэи Равд. 3 диэлектрики Гашитбразиаье Раж аз 27Р Р дг ВФ Р,б дб яа бг Р,меа 3.3. РАЗРЯД В ГАЗЕ ВДОЛЬ ПОВЕРХНОСТИ ТВЕРДОГО ДИВЛЕКТРИКА Рис. 3.16. Характерные расположения диэлектрика в электрическом поле: а — ьмэиамаркоа поле; б и а — неравномерные поля; Ь вЂ” электроды; 2 — тиарами диздактркк Рис. 3.15. Зависимость пробивного напряжения от давления воздуха для электродов острие— плоскость прн 50 Гц; — — макаимааьаме значения; — — — — мииимаааима; 1, 2. 2.
а и 6 — саатаататааииа расстаикиа наяду адактродами аж 12, 6, 3 и 1 см сильный разброс пробивных напряжений, з затем они снижаются до иоронвого (рис. 3.15). Пробивные напряжения в электродных устройствах с сяльнонеоднородным электрическим ' полем существенно меньше, чем в устройствах с однородным или слабовеоднородным полем, лаже при давлениях, в ноторых наблюдается повышенное пробивное напряжение за счет стабилизации разряда в результате коронирования и выравнивания тем самым поля. Поэтому обычно стремятся создавать конструкции, в которых отсутствуют сильнопеоднородные поля. Разряд вдоль поверхности диэлентрика, распаэоженного н газовой среде, является типичным разрядом в газе, находящемся в электрическом поле, искаженном диэлектриком.
Искажение — усиление поля в отдельных местах . происходит вследствие разницы в диэлектрических проннцаемостях диэлектрика и газа, а таиже повышенной проводимости диэлектрика, вызванной наличием влаги на поверхности диднзлектрика и в нем самом. Это усиление поля приводит к снижению разрядных напрнженвй (начала разряда н поверхностного пробоя — перекрытия). Снижение напряжения перекрытия особенно сильно проявляется, когда диэлектрик находится в среде сжатого газа. В этом случае иапряжеаие перекрытия может быть в 3 — 3 раза меньше, чем пробивное напряжение соответствующего чистого газового промежутка (промежутка в отсутствие диэлектрика), тогда нак при атмосферном давленни воздуха соответствующее снижение обычно равно примерно 30 аьь н менее.
Характер. зависимости напряжения перекрытие от параметров диэлектрика, расстояния' между электродами, давления газа, влажности соответствует трем основным характерным расположениям диэлектрика в электрическом поле (рис. 3.16)1 а) однородное поле между плоскими электродами или слабонеодьюродное поле, образованное коаксиальными цилиндрами, в которых поверхность раздела диэлектрика и газа расположена вдоль силовых линий (рис.
336, а;) б) сильнонеоднородное поле с нормальной составляющей напряженности поля больше тангеициальной (рис. 3.16, б); в) силыюнеоднородное поле с тангенциальной составляющей напряженности полн больше нормальной (рнс, 3.16, э). При расположении диэлектрика в электрическом поле по рис. 3.16, а силовые линии поля расположены вдоль поверхности диэлектрика н, следовательно, диэлектрик, казалось бы, не должен влиять нз распределение электрического поля. Однако наличие газовых прослоек между диэлектриком и электродами приводит к резкому перераслределеншо поля с усилением поня в газовых прослойках по причинам, указанным выше. Вследствие этого возникают частичные раврнды в газовых прослойках. их дальнейшее развитие приводит к перекрытию при заметно пониженном напряжении. Для того чтобы получить напряжение перекрытия, близкое к пробивному напряжению соответствующего газового промежутка, необходимо обеспечить хорошее прнлегание поверхности диэлектрика к электродам и сушку диэлектрика под вакуумом, а в дизлектрике с большой поверхностной гигроскопичностью, (стекле), эта сушка должяа выполняться, кроме того, с прогревом при 350'С.
В обычных комнатных условиях снижение напряжения перекрытия по сравнению с напряжением пробоя соответствующего воздушного промеькутка иллюстрируются данными рис. 3.17. Данные этого же рисунка. хорошо иллюстрируют вредное влияние плохого контакта. Напряжение перекрытия зависит также от рода воздействующего напряькения. Наиболее низкие значения напряжений наблюдаются при . напряжении промышленной частоты и длительном воздействии постоянного напряькения (рип. 3.18). При импульсных напряжениях, особенно при диэлектриках с малой диэлектрической Разряд а гале вдоль поверллосги гаердота диэлектрика $3.8 сер Псзр пзгу гл л 1 У л лом Рис. 3.17, Зависимость напряжения перекрытия в воздухе от расстояния для различных материалов в сравнении с пробивным напряжением соответствующего воздушного промежутка.
Однородное поле, 30 Гц: 1 — пробой воздушного промежуткв; У вЂ” парафии: 8-фврфор: 4 — ф*рфор, стекло при пловом коитзкгс Рис. 3.18. Зависимость сгвр и напряжения перекрытия в воздухе от расстояния между электродами при разных видах напряжения. Однородное поле. Лиэлектрик — стекло: 1 — пробой зоздушвого нромежугкз пр» за Гпг у— перекрытие при импульсном ввсряжснвиг 8 — перекрытие прк постоянном иэпряжевив; 4 — перекрытие при за ГП Рис. 3.19. Напряжения перекрытия н (Упв в эависизюстя от давления элегаза. Однородное пале, 30 Гц.
Расстояние между электродами 20 ммг 1 — пробивное нзпрвжеине гззозсго промежутквг У в 8 напряжении ссрскрытив в поззлепвв короны соответственно прв йпсрсплзате, газовый зозор с.45 ми у элевтродвг 4 в 8 — то жс. что и у и д но при эпоксидном компзуиде, з газовый везер цуу мм в середнее диэлектрике проницаемостью, напряжения перекрытия приближаются к пробивному напряжению соответствующего газавата промежутка.
Эффект выравнивания электрического поля благодаря каронпрованию в газовых прослойках, наблюдаемый при атмосферном давлевии газа, с повышением давления уменьшается (рис 3.19) соответственно и рост повышения напряжения перекрытия при этом сильно снижается. При давлениях, при которых пе. рекрытие происходит без предварительного ко ронирования, на значение напряжения перекрытия особенно сильно влияет численное значение диэлектри .вской проницаемости диэлектрика. Напряжение перекрытии прн диэлектрике из фтороплвств, у которого е,=2, существенно выше, чем при лизлектрнке из эпоксидного компаунда, у которого в, -4 (рис, 3.19). Если газовые полости, нахалящнеся у края лиэлектрика, снижают напрнжение перекрытия, та полости закрытые и полости, находящиеся б Угсм Л р,г 8,8 Ргу Лгь Ргыйп в средней части контактной поверхности, являются источниками частичных разрядов, разрушающих материал диэлектрика.
В промыпиениых нонструкциях злектроаборудования с изоляцией сжатыми газами лля снижения эффекта газовых полостей в области контактной поверхности (краевого эффекта) применяют внутренние и наружные экраны у электродов нли изоляторы конусной формы. Внутренние и наружные экраны (рнс. 3.20,п и б) снижают напряженности поля е газовых полостях в месте прилегания изолятора (диалентрика) к мектродам. Предпочтительна внутренняя экрвниравка, выполненная в процессе отливки изолятора.
В этом случае при хорошей заливке отсутствуют газовые полости между паверхностямн диэлектрика н экрана. В случае применения конусных изоляторов (рис. 3.20. з) силовые линии поля проходят через диэлектрик только на коротком отрезке, поэтому поле в газовых полостях возрастает неаначительиа по сравнению с полем в газе вблизи диэлентрнка в остальной его часта. Если уназвннымн мероприятиями удается влияние краевого эффекта свести к нулю, то расчет напряжения перекрытия можно вести исхода из разрядных напряженностей нв поверхности диэлектрика, чис- Рис. 3.20.
Примеры выполнения экранов и формы изоляторов с повышенным напряжением перекрытия в конструкциях с коаксиальнымн электродами: 1 — тскопровол; У вЂ” обола пгвг 8 — «иугрепввй экрзиг 4 — знгковый нзолзторг 8 — стсржксзой изолвтор: б-наружный зкрзпг У вЂ” казусный изолвтоо Газообразные Вивлвкгрики Равд. 3 р -з й д гк др 'з Рьс. 3.21. Напряжение перекрытия в зависимости от температуры при различной абсолютной влажности элегаза. Однородное поле, 50 Гц. Рзсстоннне между электродами 1О мм. 1(ифры у кривых обозначают давление паров воды прн 1 0'С. Давление элегаза 0,24 МПа.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
