Пробой диэлектриков. Элементарные процессы при разряде в газе. Электрическая прочность электроизоляционных материалов. Основные виды пробоя, страница 3

В широком смысле электрическая прочность показывает способность электроизоляционного материала сохранять электроизоляционные свойства в электрическом поле. Потеря этой способности означает потерю способности этого материала изолировать. В этом смысле электроизоляционный материал с большей электрической прочностью выдерживает большую нагрузку электрическим полем, чем электроизоляционный материал с меньшей электрической прочностью.

В узком смысле понятие «электрическая прочность» означает показатель свойств материала, который является мерой, охарактеризованной выше способности сохранять электроизоляционные свойства. Этот показатель относится к основным показателям свойств электроизоляционных материалов, и его можно определить как отношение пробивного напряжения при испытании электрической прочности к кратчайшему расстоянию между электродами.

Электрическая прочность диэлектрика — напряженность электрического поля, при достижении которой в какой либо точке диэлектрика происходит пробой. Для простейшего случая однородного электрического поля в диэлектрике

На практике иногда применяется в миллион раз большая единица - киловольт на миллиметр (кВ/мм), равная мегавольту на метр (МВ/м).

В случае однородного электрического поля электрическая прочность имеет четкий физический смысл. Она соответствует напряженности электрического поля, вызвавшего пробой электроизоляционного материала.

В случае неоднородного электрического поля, определенная таким образом электрическая прочность, является типично условным параметром. Она служит лишь для взаимного сравнивания различных материалов, если они были испытаны в идеальных условиях. Чтобы эти условия были соблюдены, они, как правило, устанавливаются соответствующими стандартами, которые однозначно указывают условия испытаний. Существует несколько видов испытаний электрической прочности, причем результаты испытаний различных видов нельзя взаимно сравнивать.

В большинстве случаев при возрастании d значение Е_пр уменьшается, U_пр возрастает с увеличением толщины нелинейно, т.е. процесс замедляется (рис. 5.2).

У неоднородных тонких материалов (лаковые пленки, бумага, лакоткань и т.п.) Е_пр уменьшается с увеличением площади электродов, так как увеличивается вероятность попадания под электроды слабых мест диэлектрика. Поэтому, если расстояние между ближайшими друг к другу точками электродов по поверхности твердой изоляции (рис. 5.3.) лишь немного превосходит кратчайшее расстояние между электродами сквозь изоляцию, то при повышении приложенного к изоляции напряжения в первую очередь может произойти не пробой изоляции (стрелка а), а поверхностный пробой (перекрытие) изоляции, т.е. разряд в прилегающем к твердой изоляции слое газообразного (например, воздуха) или жидкого диэлектрика (стрелка б).

Если пробой не произошел тотчас после приложения напряжения, изоляция в случае чисто электрического механизма пробоя теоретически должна выдержать то же значение напряжения длительно (если только не иметь в виду пробой кратковременным – продолжительностью порядка 0,1–1 мкс – импульсами напряжения).

Отношение импульсного пробивного напряжения U_пр,имп к пробивному напряжению при длительном приложении напряжения U_пр,дл называется коэффициентом импульса данной электрической изоляции. Коэффициент импульса зависит от материала диэлектрика и от формы и размеров изоляции; для газов К_имп

Электрическая прочность электроизоляционных материалов зависит от большого числа различных факторов. В результате влияния этих факторов даже при  одинаковых условиях испытаний полученные значения электрической прочности имеют большой разброс.

Электрическая прочность высококачественных твердых электроизоляционных материалов выше чем жидких и, тем более, газообразных диэлектриков (при нормальном давлении).