ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Изменения пробивного напряжения, толщины и веса полимерных пленок при старении под действием разрядов из "Электрическое старение твердых диэлектриков и надежность диэлектрических деталей " Пленка полимера помещалась в воздушный зазор между двумя стеклянными пластинками, к наружной поверхности которых прикреплялись металлические электроды. На электроды подавалось высокое напряжение II частотой / = 50 гц, достаточное для развития интенсивных ионизационных процессов в воздушном зазоре. Старение пленки под действием разрядов в этом случае происходило сравнительно равномерно с течением времени и по всей площади между электродами, что облегчало исследование изменений толщины, веса и других характеристик пленки. [c.111] Пленка полимера находилась непосредственно между металлическими электродами. К одной поверхности пленки прилегал общий электрод сравнительно больших размеров, на который подавался потенциал земли. К другой поверхности пленки прижималось достаточно большое количество электродов диаметром от 2 до 5 мм, на которые через предохранители подавалось высокое напряжение, достаточное для развития интенсивной ионизации. Испытательные конструкции Б использовались для изучения закономерностей электрического старения полимерных пленок (см. 1-3), а также для исследования зависимости кратковременного пробивного напряжения 0 от времени старения t (см. 1-4). В конструкциях Б старение пленок развивалось в узком локальном участке, что крайне затрудняло исследование изменений свойств пленки под действием разрядов. [c.111] Большая часть испытаний пленок в указанных конструкциях проводилась при комнатной температуре окружающей среды и естественной влажности воздуха. После некоторого времени старения / электроды отключались от источника напряжения и образцы пленки подвергались исследованию. [c.111] В случае А определялись изменения толщины веса и кратковременного пробивного напряжения пленки по сравнению с исходными значениями этих величин ко, рд, и о [64]. Изменения и р( невозможно изучать в случае Б вследствие локализации процесса старения. Поэтому в таких условиях пришлось ограничиться исследованием зависимостей вероятности безотказной работы Р от пробивного напряжения и времени жизни т, кратковременного пробивного напряжения от времени старения / и времени жизни т от приложенного напряжения и. [c.111] Однако, сравнивая результаты, характеризующие снижение с течением времени старения / в случаях А (рис. 3-28, 3-29) и Б (рис. 1-15), нельзя не отметить, что зависимости Р=Р ( / ) и = / (О имеют различный характер для этих двух случаев. В случае А кривые, изображающие Р = Р ( / ), лишь смещаются в сторону меньших значений оставаясь подобными кривой, изображающей Р = Р ( 7о), а величина снижается приблизительно линейно с течением времени или даже более резко уменьшается в начальный период старения. В случае Б кривые Р = Р (и,) существенно деформируются в процессе старения и становятся резко несимметричными, а величина имало снижается в начальный период старения и резко падает при приближении к моменту пробоя. Отмеченные различия можно объяснить просто разными условиями опыта в случаях А и Б. Допустим, что в случае Б в локальном участке пленки происходит уменьшение ее толщины в процессе старения, а зависимость скорости уменьшения толщины от напряженности поля такова же, как и в случае Л, т. е. [c.113] Это соотношение позволяет рассчитать толщину пленки hf в локальном участке, где происходит наиболее интенсивное старение, в момент t при напряжении U, если исходная толщина равна h . [c.114] Соотношения (3-34) и (3-35) позволяют рассчитать величину Uf в момент t от начала старения при напряжении U, если до старения кратковременное пробивное напряжение пленки равнялось Ug = = Eghg. Следовательно, можно рассчитать зависимость Р = Р (Ui), если известно исходное распределение Р = Р (i/o). [c.114] Эти соотношения характеризуют зависимость времени жизни от напряженности поля Е = и/к . [c.114] Выражение (3-37) характеризует изменение кратковременного пробивного напряжения с течением времени старения /. [c.114] На рис. 3-31, 3-32, 3-33 сопоставлены некоторые экспериментальные данные с теоретическими зависимостями, рассчитанными при соответственно подобранных коэффициентах по соотношениям (3-34), (3-36), (3-37). Видно, что во всех случаях наблюдается удовлетворительное соответствие между расчетными и экспериментальными данными. Более того, следует отметить, что значения т, которые необходимо использовать для построения кривых Р = Р и,), /./ Уо = / (//т), находятся в хорошем соответствии с величиной коэффициента т, определяемой по наклону линий lgг = /(lg ). [c.115] Кривая (2) рассчитана по (3-34) при т = 3,3, а точки у кривой (2) соответствуют экспериментальным значениям после старения в течение t — 400 сек при / = 1,2 кв. [c.115] В случае А имеются благоприятные возможности для сопоставления скорости старения полимерных пленок с характеристиками разрядов. Действительно, старение полимерных пленок под действием разрядов в воздушной прослойке между двумя стеклянными пластинками (при достаточном доступе воздуха) происходит равномерно по всей площади под электродами и приблизительно с одинаковой скоростью в течение всего времени испытаний толщина и вес пленки уменьшаются со временем по линейному закону. Кроме того, в этих условиях могут быть сравнительно легко измерены и рассчитаны мощность разрядов и переносимый заряд Для решения вопроса о том, какая из характеристик разряда Р . или ) определяет скорость старения полимерных пленок, необходимо сопоставить Ра и со скоростью уменьшения толщины или веса пленки йЫ(И или йр/сИ). [c.116] В работе [56] отмечается также, что коэффициент пропорциональности К уменьшается с возрастанием т. е. с уменьшением емкости Сз. Однако приведенные в работе [56] данные не являются достаточно полными и убедительными нет сопоставления V я экспериментальные значения Р , tg б несколько отличаются от расчетных и т. д. Поэтому возникла необходимость более обстоятельного сопоставления характеристик разрядов со скоростью старения полимерных пленок в воздушном зазоре между стеклянными пластинками. [c.116] При проведении таких опытов значения Р и д определялись методом циклограмм (рис. 3-5). Пространство между стеклянными пластинками непрерывно обдувалось потоком воздуха от вентилятора, что обеспечивало стабильность результатов испытаний. [c.116] Скорость старения пленок ПЭ с исходной толщиной йд = 50 - 60 Л1/СЛ1 изучалась при Уэфф = 20 кв, == 2,65 3,96 4,50 5,60 мм, = 0,5 7,0 мм, в условиях непрерывного обдува струей воздуха от вентилятора. Через каждые 6 ч старения пленки вынимались из зазора и производилось измерение их толщины к. [c.117] Для расчета прямой 2 использованы табличные значения и р, а для расчета прямой 3 — значения и , определенные по циклограмме. [c.117] На тех же образцах были изучены зависимости = ( 2) и Р2 = f (к ), которые также изображаются кривыми с максимумами (рис. 3-37, 3-38), расположенными, однако, при других значениях /i2, а именно М макс 0,5 мм, = 4 5 мм. Различие положений максимумов видно на рис. 3-39, где сопоставлены все три зависимости при ку = 2,65 мм максимум кривой v—f (к ) находится между максимумами кривых — f ( 2) и Р2 = / (к ). Следовательно, не наблюдается прямой пропорциональной зависимости между скоростью старения и какой-либо из характеристик Рз или q . [c.117] Зависимости и = / (Аз) для пленки ПЭ. / 1 — 2,65 мм (/), 4,5 жж (г), 5,6 мм (3), и — 20 ке эфф. [c.118] Вернуться к основной статье