ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Причины электрического старения полимерных диэлектриков из "Электрическое старение твердых диэлектриков и надежность диэлектрических деталей " В электрической изоляции почти всегда имеются газовые включения между металлическим электродом и диэлектриком, между слоями диэлектрика, во внутренних сквозных или закрытых порах. Если приложенное к электродам образца диэлектрика напряжение и превышает напряжение начала ионизации / , то в этих включениях возникают частичные разряды. Во многих работах [14—17] предполагается, что электрическое старение органической изоляции обусловлено именно частичными разрядами. Поэтому их изучению уделяется большое внимание. [c.85] Наименее обоснованным является четвертое предположение. Согласно [23], каждый единичный разряд захватывает не всю, а лишь небольшую часть поверхности газовой прослойки. Поэтому, как будет видно далее, экспериментально определенная частота следования разрядов обычно превышает расчетную /гра . [c.85] Рассмотрим характеристики разрядов в плоской Тазовой прослойке толщиной Ла, расположенной между двумя слоями твердого диэлектрика суммарной толщиной Ах. В работе [54], показано, что в результате единичного разряда изменяется плотность поверхностного заряда на поверхностях диэлектрика, прилегающих к газовой прослойке. Для упрощения расчета допустим, в соответствии с предположением 4, что такое изменение плотности заряда одинаково по всей площади прослойки. Таким образом, все сводится к одномерной задаче, к анализу перераспределения поля в двухслойном конденсаторе, возникающего вследствие изменения при разрядах плотности зарядов на обкладках конденсатора и плотности зарядов на диэлектрических поверхностях, ограничивающих газовую прослойку (рис. 3-2). [c.86] Из (3-3) следует, что О Это означает, в соответствии с (3-2), что изменение заряда на величину А при разряде сопровождается уменьшением величины 11Видно также, что значения и Ад различны, имеют разные знаки, но не зависят от напряжения и на обкладках конденсатора в момент разряда. [c.87] Энергия А з 0. Это означает, что при разряде происходит перенос заряда А з в таком направлении, что разность потенциалов на емкости Сз, а следовательно и запасенная в Сз энергия уменьшаются. Таким образом, основные характеристики единичного разряда должны быть одинаковыми как в переменном, так и в постоянном электрическом поле. [c.87] что значения этих характеристик разрядов пропорциональны удельной электропроводности у. [c.88] Число разрядов I за половину периода определяется тем, сколько интервалов А / вместе с одним интервалом Ш уложится в пределах изменения напряжения от до —и , т. е. [c.90] Таковы основные соотношения, определяющие характеристики частичных разрядов в плоской газовой прослойке как в постоянном, так и в переменном электрическом поле. [c.91] Эти соотношения полностью соответствуют (3-16) и (3-17), если принять, что и о = / р. Следовательно, если циклограмма д = = f (U) представляет собой параллелограмм АВДЕ, изображенный на рис. 3-5, то основные характеристики разряда д и соответствуют теоретическим, полученным для частного случая / ог i/ p. [c.92] В большинстве работ характеристики разрядов в плоской газовой прослойке исследуются мостовым методом, несмотря на ряд преимуществ метода циклограмм. Выведем в связи с этим простейшие расчетные соотношения, характеризующие зависимости tg б = / ( / ) и = f(i/ ) для конденсатора с газовой прослойкой при условии, что кривая дх — f (U) имеет вид параллелограмма АВДЕ (рис. 3-5). [c.92] Как и следовало ожидать, выражение (3-24) для мощности разрядов совпадает с приведенным выще (3-19). Соотнощения (3-22), (3-23) получены в работе [56] несколько иным путем, но без достаточно строгого обоснования. [c.94] Напомним, в частности, что при выводе (3-22), (3-23) была использована зависимость = / Щ в виде параллелограмма. Причины отмеченных небольших расхождений между экспериментальными и расчетными данными трудно установить, тем более что в рассматриваемых работах точность определения ку, к , е , с , Са была недостаточно высока. [c.95] Следует отметить, что в цитируемых работах не всегда уделяется должное внимание точному измерению необходимых для расчета величин ку, Лз, е . Су, С , Сит. д. Например, результаты расчета tg б, С , Ра по данным работы [581 получаются резко различными в зависимости от того, используются ли для расчета значения ку, Лг и диэлектрическая проницаемость полистирола = 2,56, или же значения С и Су, определенные из графика = / (О ф). В первом случае расчетные зависимости tg б = / ( /эфф). [c.97] Сх = ( эфф) 2 = / ( эфф) более существенно расходятся с экспериментальными данными, чем во втором. Это дает основание предполагать, что автор [58] допустил ошибку при определении величины 2. [c.98] Расчет и изучение характеристик разрядов в плоской газовой прослойке в переменном электрическом поле имеют большое значение при исследовании различных изменений в полимерной пленке, происходящих под действием разрядов. В этом случае целесообразно помещать полимерную пленку именно в такую газовую прослойку между двумя слоями твердого диэлектрика, для которой возможен расчет и исследование характеристик разряда описанными выше способами. [c.98] Однако необходимо иметь в виду, что при изучении закономерностей электрического старения диэлектриков, а также при их эксплуатации в промышленных изделиях форма и размеры газовых включений существенно иные. В таком случае приведенные выше расчетные соотношения могут быть использованы только для ориентировочной оценки характеристик разрядов. [c.98] Ничего принципиально нового, по сравнению с расчетами характеристик разрядов в плоской газовой прослойке, не содержится и в расчете, основанном на анализе электрических полей в эллипсоидальном газовом включении [53, 59]. [c.98] Эти величины характеризуют внешние проявления разрядов, тогда как было бы существенно знать мощность разрядов и переносимый в газовой прослойке заряд К сожалению, в настоящее время отсутствуют достаточно надежные способы оценки Р и Ад в малых по размерам газовых включениях изоляции. Поэтому часто приходится при изучении характеристик разрядов ограничиваться измерением только частоты следования п. [c.99] Вернуться к основной статье