|
|||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Пробой твердой изоляцииЭлектрическая прочность твердой изоляции выше, чем газообразной и жидкой U/пр тв > U /пр ж > U /пр г. Электрическая прочность твердой изоляции зависит от: 1) формы электрического поля; 2) вида напряжения и полярности; 3) времени воздействия напряжения; 4) однородности диэлектрика; 5) электрофизических характеристик (полярный-неполярный, 6) температуры. Различают три вида пробоя твердого диэлектрика: 1) электрический — Е~102 -103 кВ/мм; 2) тепловой — Е~10-102 кВ/мм; 3) старение — Е~10 кВ/мм и менее. Твердая изоляция включает в себя все виды твердых диэлектриков от пленок до толстой монолитной. В табл. 1.5 приведены некоторые электрические характеристики твердой изоляции, которые могут быть востребованы в процессе ее эксплуатации. Таблица 1.5 Характеристики изоляции
Наиболее сильное влияние на электрическую прочность твердой изоляции оказывают время приложения напряжения, температура, толщина. Зависимость пробивного напряжения от времени приложения напряжения называется вольт-временной характеристикой. Она приведена на рис. 1.27. На кривой выделяют 4 области. Области I и II соответствуют электрическому пробою. Время приложения напряжения t < 0,1 с. Резкое возрастание пробивного напряжения в I области обусловлено запаздыванием развития разряда относительно времени приложения напряжения. Область III характеризуется резким спадом пробивного напряжения, что говорит о преобладающей роли тепловых процессов. Область IV — медленное снижение пробивного напряжения с увеличением времени воздействия связано с медленными процессами старения, деградации твердой изоляции. Электрическая прочность Епр твердой изоляции возрастает с уменьшением ее толщины и особенно быстро в области микронных толщин. Этот эффект используют в изоляции конденсаторов, кабелей, вводов и др. Влияние температуры наглядно иллюстрируется рис. 1.28, где приведена зависимость электрической прочности фарфора от температуры. Видно, что до температуры —+75°C пробивная напряженность фарфора Едр практически не изменяется (область А). Дальнейшее увеличение температуры приводит к резкому уменьшению Едр (область Б). Рис. 1.27. Вольт-временная характеристика твердой изоляции: I— электрический пробой, запаздывание развития канала разряда; II — электрический пробой, t < 0,1 c, не зависит от температуры; III — тепловой пробой, t > 0,1 с, резкое снижение Unp во времени; IV — старение, Unp мало изменяется, а время до пробоя возрастает значительно
Развитие теплового пробоя в твердом диэлектрике в общих чертах может быть представлено в виде следующей последовательности:
где Uд — напряжение, приложенное к изоляции; I — ток, текущий через изоляцию; Тд — температура изоляции; проводимость изоляции; диэлектрические потери в изоляции.
Рис. 1.28. Зависимость пробивного напряжения от температуры для фарфора (напряжение 50 Гц)
Суть теплового пробоя изоляции можно представить в виде рис. 1.29, где Q1 — тепло, выделенное в изоляции за счет джоулевых и диэлектрических потерь, Q2 — отводимое от изоляции тепло в окружающую среду. Рис. 1.29. Изменение выделенного Q1 и отводимого Q2 тепла в изоляции при разных U
Выделенное тепло определяется, как
Q1 = C tg U2, (1.40)
а отводимое тепло,как
Q2 = k S (T-To), (1.41) где — угловая частота; С — емкость изделии; tg — диэлектрические потери в изоляции; k — коэффициент теплопередачи; S — площадь поверхности изоляции; To — температура окружающей среды; Т — температура внутри диэлектрика. Изменение приложенного напряжения к изоляции приводит к изменению потерь в ней. На рис. 1.29 Q1(U1), Q1(U2), Q1(U3) — тепло, выделенное при U1 < U2 < U3, a Q1 — тепло, отведенное от изоляции. Для U1 при T + T - Q2 > Q — нет нагрева. Для U2 при T2 + T - Q2 < Q1 — тепловой пробой. Для U3 — всегда тепловой пробой. Т2 — точка теплового равновесия. Рабочая температура Траб < Т2 . Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.004 сек.) |