ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Пробой газов из "Электротехнические материалы Издание 3 " Неизбежной внешней изоляцией во многих видах электротехнических конструкций в трансформаторах, конденсаторах, на линиях электропередач и т. д. является воздух. [c.85] Пробивная напряженность воздуха в нормальных условиях невелика по сравнению с большинством жидких и твердых диэлектриков. Пробой воздуха, как и других газов, следует рассматривать, как следствие развития процесса ударной ионизации. [c.85] Добавочная энергия зарядов сообщается молекулам, с которыми сталкиваются движущиеся заряды. Если эта энергия достаточно велика, происходит ионизация молекул, т. е. их расщепление на электроны и положительные ионы, или их возбуждение, связанное с переходом валентного электрона на более высокий уровень. [c.85] Ионизационный потенциал различных газов лежит в пределах от 4 до 25 в, что соответствует энергии ионизации от 4 до 25 электроновольт. [c.86] При заданных значениях давления газа и температуры ударная ионизация начинается при определенной величине напряженности поля, поскольку 7 и X постоянны для каждого газа. Эта напряженность поля называется н а-чальной напряженностью. [c.86] Одновременно с ростом стримера, направленного от катода к аноду, начинается образование встречного лавинного потока положительно заряженных частиц, направленного к катоду. Под влиянием ударов положительных частиц на катоде возникает катодное пятно, излучающее электроны. В результате указанных процессов и возникает пробой газа. Обычно пробой газа совершается практически мгновенно длительность подготовки пробоя газа при длине промежутка 1 с.и составляет 10 —10 сек. [c.86] Чем больше величина напряжения, приложенного к газовому промежутку, тем быстрее может развиться пробой. [c.87] Коэффициент импульса в резко неоднородных электрических полях может доходить до 1,5—2,0. [c.87] Явление пробоя газа зависит от степени однородности электрического поля, в котором осуществляется пробой. [c.87] Рассмотрим явление пробоя газа в однородном поле. [c.87] Однородное поле можно получить между плоскими электродами с закругленными краями, а также между сферами большого диаметра при малом расстоянии между ними. В таком поле пробой наступает практически мгновенно при достижении напряжения строго определенной величины, зависящей от температуры и давления газа. Между электродами возникает искра, которая затем переходит в дугу, если источник напряжения имеет достаточную мощность. Появление искры при известном расстоянии между электродами используют для определения величины приложенного напряжения (измерение высоких напряжений при помощи шаровых разрядников). [c.87] Зависимость пробивной напряженности воздуха (амплитудные значения) от расстояния между электродами показана на фиг. 43. При малых расстояниях между электродами наблюдается значительное увеличение пробивной напряженности. Это явление можно объяснить трудностью формирования разряда при малом расстоянии между электродами. При нормальных условиях, т. е. при давлении 760 мм рт. ст. и температуре 20° С, пробивная напряженность воздуха при расстоянии между электродами в 1 см составляет около 32 кв см. [c.87] При расстояниях меньше сантиметра эта величина растет и достигает 700 кв см при h = 0,0005 см. Указанные здесь величины пробивных напряженностей, в случае переменного напряжения, относятся к амплитудным значениям и соответствуют пробою при частоте 50 гц. [c.87] Это возрастание объясняется уменьшением числа молекул газа в единице объема при сильном разрежении и снижением вероятности столкновений электронов с молекулами. При высоком вакууме пробой можно объяснить явлением вырывания электро нов из поверхности электрода (холодная эмиссия). В этом случае пробивная напряженность доходит до весьма высоких значений, порядка 10 кв1см, и зависит от материала и состояния поверхности электродов. [c.88] На фиг. 45 показана зависимость пробивного напряжения и пробивной напряженности от расстояния между электродами, помещенными в высокий вакуум. Высокую пробивную напряженность вакуума используют в технике при конструировании вакуумных конденсаторов для больших напряжений высокой частоты. [c.89] Газы при больших давлениях применяются в качестве изоляции для высоковольтной аппаратуры, а также в производстве кабелей и конденсаторов высокого напряжения. [c.89] Экспериментально было установлено, что пробивное напряжение газа зависит от величины произведения давления газа на расстояние между электродами. Эта зависимость получила наименование закона Пашена позже этот закон получил и теоретическое обоснование. [c.89] На фиг. 46 представлена зависимость пробивного напряжения (начального) от величины произведения давления газа на расстояние между электродами следует отметить наличие минимума, отвечающего определенному для данного газа значению произведения рк. [c.89] Минимальное значение пробивных напряжений для разных газов лежит в пределах 280—420 в. Для воздуха минимальное пробивное напряжение составляет около 300 в. [c.89] Пробивное напряжение газа в однородном поле меняется в зависимости от частоты, особенно при радиочастотах. На фиг. 47 показана зависимость пробивного напряжения воздуха между двумя сферами от частоты приложенного напряжения. [c.90] Вернуться к основной статье