Пробой электротепловой

На рис. 2-30 наглядно видно тепловое воздействие при электротепловом пробое образца каменной соли, пробитого в двух местах. Одно место пробоя имело форму выплавленной воронки, второе выплавилось в значительных размеров отверстие. Иногда при электротепловом пробое кристаллических неорганических диэлектриков происходит незначи- [c.76]

Электроизоляционные целлюлозные бумаги и картоны, пропитанные нефтяными маслами и хлорированными дифенилами (совол, совтол), обладают весьма высокой н стабильной электрической прочностью. Электрическая прочность этих целлюлозных материалов почти не уменьшается даже при длительном тепловом старении в масле и окислении последнего при условии, что неизбежный при этом рост tg 6 не приводит к электротепловому пробою и не происходит увлажнения волокнистого материала. [c.178]

Электротепловой пробой, обусловлен прогрессивно нарастающим выделением теплоты в диэлектрике под дейст- [c.170]

Для электротеплового пробоя характерно следующее. Пробой, как правило, происходит в том месте образца, где условия теплоотвода наихудшие. Величина t/np зависит от условий теплоотвода, т. е. от свойств той среды, в которую при испытаниях помещается образец. За время более длительной выдержки под напряжением диэлектрик нагревается за счет диэлектрических потерь больше, поэтому пр Снижается (рис. 5.39, а). При пробое толстых образцов теплоотвод от их внутренних областей затруднен, поэтому они перегреты больше. Следовательно, при увеличении толщины образца пр уменьшается (рис. 5.39, б). [c.180]

Физическая природа пробоя. По физической сущности развития пробоя различают несколько видов, основные из них чисто электрический, электротепловой, электромеханический, электрохимический и ионизационный пробой. [c.36]

Электротепловой (сокращенно — тепловой) пробой связан с нагревом изоляции в электрическом поле диэлектрическими. потерями (см. 2.4). Этот вид пробоя развивается следующим образом когда на диэлектрик подается напряжение, в нем выделяется теплота потерь и температура его повышается, вследствие чего потери еще более увеличиваются процесс идет, таким образом, все усиливаясь, и, в конце концов, диэлектрик может сильно измениться (может произойти расплавление, обугливание и т. п. в зависимости от природы материала) и его собственная электрическая прочность снизится настолько, что произойдет пробой. При этом для возникновения пробоя достаточно, чтобы разогрелось какое-нибудь место диэлектрика, в котором теплоотдача хуже или удельные потери повышены, а средняя температура всего объема диэлектрика может оставаться мало отличающейся от начальной, имевшей место до приложения к диэлектрику напряжения. [c.36]

При электротепловом пробое t/np зависи как от частоты приложенного напряжения, уменьшаясь при ее возрастании, так и от температуры окружающей среды (начальной рабочей температуры диэлектрика), уменьшаясь при ее возрастании. [c.36]

Термическое сопротивление электрической изоляции влияет на нагрев проводников и маг-нитопроводов. Особо большое значение имеет теплопроводность сравнительно толстой изоляции в устройствах высокого напряжения. Теплопроводность влияет на электрическую прочность при электротепловом пробое (см. 2.5) и на стойкость материала к термоударам [формула (2.93)]. [c.39]

Пробой может быть электротепловым и чисто электрическим. Электрическая прочность при тепловом пробое, вызываемом нагреванием диэлектрика вследствие рассеивания в нем энергии за счет диэлектрических потерь, связана с химическим строением и термостойкостью материала. Электрическая прочность при чисто электрическом пробое зависит от однородности материала и содержания в нем газовых включений. Содержащиеся во включениях газы имеют низкую электрическую прочность по сравнению с больщинством жидких и твердых диэлектриков, так как газы ионизируются при меньшей напряженности электрического поля. Образовавшиеся вследствие ионизации заряженные частицы (ионы и электроны), число которых при воздействии поля увеличивается лавинообразно, разрушают материал, в результате чего наступает пробой. [c.11]

Электротепловой пробой твердых диэлектриков обусловлен выделением в диэлектрике тепла вследствие диэлектрических потерь. Пробивное напряжение при тепловом пробое связано с частотой поля, условиями охлаждения, [c.102]

Явления электротеплового (сокращенно теплового ) пробоя сводится к разогреву материала в электрическом поле до температур, соответствующих его растрескиванию, обугливанию и другим видам термического разрушения, связанным с чрезмерным возрастанием сквозной электропроводимости или диэлектрических потерь. Напряжение, при котором происходит тепловой пробой, и рассчитанная по нему средняя пробивная напряженность электрического поля являются характеристиками не столько самого диэлектрика, сколько изготовленного из него электроизоляционного изделия, в противоположность электрическому пробою, когда пробивная напряженность служит характеристикой только самого материала. [c.92]

Рис. 1-42. Зависимость пробивного напряжения пр при электротепловом пробое от времени приложения напряжения.

Величина электрической прочности при чисто электрическом пробое (называемая иногда собственной или внутренней электрической прочностью) хотя и не является строго определенной, все же обычно изменяется для данного материала в более узких пределах, чем, например, электрическая прочность при электротепловом пробое, и в большей мере может считаться параметром материала. [c.49]

Таким образом, электротепловой пробой представляет собой электрический пробой, возникновение которого подготовлено предварительным нагревом части находящегося в электрическом поле объема диэлектрика диэлектрическими потерями. [c.50]

Имеется несколько способов расчета 7пр при электротепловом.пробое. Согласно теории, разработанной советскими учеными акад. В. А. Фоком и акад. Н. Н. Семеновым, для плоской пластинки твердого диэлектрика [c.50]

Функция ф (с) находится из графика рис. 1-43. При неограниченном возрастании с величина ф (с) стремится к пределу, равному 0,663. Следовательно, для каждого диэлектрика, даже при неограниченном увеличении толщины, пробивное напряжение при электротепловом пробое не может быть больше предельного значения, кВ, которое получается из формулы (1-120) при подстановке в нее ф (с) = 0,663 [c.51]

Формула (1-121) показывает, что при электротепловом пробое пробивное напряжение зависит как от частоты приложенного напряжения, уменьшаясь при возрастании /, так и от температуры окружающей среды (начальной рабочей температуры диэлектрика), уменьшаясь с возрастанием этой температуры (так как при этом увеличивается бц). [c.51]

Электротепловой пробой твердого диэлектрика заключается в его разрушении, вызванном нагреванием диэлектрическими потерями. В соответствии со сказанным в 2-3 выделение тепла в единице объема данного материала за единицу времени при переменном напряжении прямо пропорционально величинам напряженностей электрического поля Е и частоте I [c.83]

Из формулы Фока ясно видно влияние условий нагрева и охлаждения на электрическую прочность твердого диэлектрика при электротепловом пробое. Эта формула имеет важное теоретическое и прикладное значение, так как дает возможность правильно оценить закономерности электротеплового пробоя, часто наблюдающегося на практике, [c.87]

Рис. 2-36. Фотография пластинки стекла, пробитой при электротепловом пробое (нижний ряд) и электрическом пробое (верхний ряд) (по А. Ф. Вальтеру и Л. Д. Инге).

У многих технических диэлектриков при электрическом пробое электрическая прочность практически не зависит от температуры в сравнительно широком диапазоне температур. При построении графиков зависимости электрической прочности технических диэлектриков от температуры часто обнаруживаются две области при сравнительно низких температурах электрическая прочность от температуры не зависит, при более высоких — резко падает с увеличением температуры. В первом случае мы имеем область электрического пробоя, во втором— электротеплового (рис. 2-32). В кристаллах при импульсах продолжительностью 10 с и меньше наблюдается слабый рост электрической прочности с ростом температуры, а при импульсах большей длительности и при постоянном напряжении в кривой температурной зависимости электрической прочности может быть максимум. При пробое тонких пленок органических высокомолекулярных соединений иногда наблюдается рост элек- [c.80]

Электротермомеханический пробой является разновидностью электротеплового и наблюдается в хрупких диэлектриках, например в керамиках, содержащих поры. Вблизи ионизированных газовых включений образуются перегретые области диэлектрика. Их тепловое расширение больше, чем у менее нагретых областей. В результате в диэлектрике возникают механические напряжения, которые приводят к образованию в хрупком материале микротрещин и в конечном итоге к механическому разрушению. [c.171]

Рис. 5.39. Зависимость /Гн,, при электротепловом пробое твердых. чиз-лектриков от времени приложения напряжения (а), толщины обра.чни

Явление теплового пробоя сводится к разогреву материала в электрическом поле до температур, соответствующих расплавлению и обугливанию. Электрическая прочность при тепловом пробое язляется характеристикой не только материала, но и изделия из него, тогда как электрическая прочность при электрическом пробое служит характеристикой самого материала. Пробивное напряжение, обусловленное нагревом диэлектрика, связано с частотой напряжения, условиями охлаждения, температурой окружающей среды. Кроме того, электротепловое пробивное напряжение зависит от нагревостойкости материала органические диэлектрики (например, полистирол) имеют более низкие значения электротеп-ловых пробивных напряжений, чем неорганические (кварц, керамика), при прочих равных условиях вследствие их малой нагрев -стойкости. [c.69]

Различные физические и физико-химические механизмы, приводящие к развитию в диэлектриках необратимых процессов — старения, пробоя и механического разрушения, — существенно различаются во времени. В случае, когда потеря электрической прочности происходит из-за быстрых электронных процессов (электронных лавин, освобождения поляронов, см. 3.1), необратимые процессы развиваются за время 10 с. При других механизмах диэлектрик выходит из строя за гораздо более длительные временные промежутки. Например, электротепловой пробой развивается за время 10 —10 с, т. е. гораздо медленнее, чем элект-ронный пробой. При этом механизме пробоя количество теплоты, выделяющееся в диэлектрике под воздействием электрического ноля за счет электронроводности и диэлектрических потерь, превосходит величину теплоотдачи в окружающую среду. В результате тепловой баланс диэлектрика нарушается, что приводит к потере тепловой устойчивости из-за повышения электропроводности диэлектрика с ростом температуры, перегреву и в конечном итоге — к пробою. [c.52]

Э — электронный пробой при малых временах экспозинци Т — электротепловой пробой при средних временах экспозиции X — электрохимический пробой при больших временах экспозиции с выраженным старением СТ цр — измеряется в В. т — в с. [c.54]

Рис. 2.41. Зависимость пробивного напряжения Uav при электротепловом пробое от вре мени приложения напряжения

Различают пробой, вызванный электрическими разрядами, электротепловой пробой и чисто электрический пробой. Возникновение электрических разрядов происходит под действием местных полей высокого напряжения. При испытаниях твердых материалов разряды обычно возникают в окружающей среде, увеличивая тем самым испытуемую площадь. Повреждения чаще наступают у края электрода. Разряды могут также возникать во внутренних пустотах, имеющихся в материале или возни-кэющих под действием напряжения. Эти процессы могут продолжаться до образования проводящего канала между электродами. Электротепловой пробой возникает вследствие тепловой нестабильности материала при его нагреве в электрическом поле большой напряженности. [c.387]

Зависимость пробивного напряжения от временп приложения напря--жения ( экспозиции ) при электротепловом механизме пробоя показана на рис. 1-42. Если мы приложим к диэлектрику напряжение на промежуток времени меньший, чем и затем напряжение снимем, то диэлектрик еще не успеет разогреться и не будет пробит. Диэлектрик способен неограниченно долго выдерживать напряжение, величина которого меньше величины 11 , к которой асимптотически стремится 7пр при увеличении I. [c.50]

Твердые диэлектрики являются более или менее плохими проводниками тепла, что связано с их низкой электропроводностью. Величина диэлектрических потерь Б них, как правило, сильно возрастает с ростом температуры. В этом и заключается предпосылка к электро-тепловому пробою. Если при данио1М приложенном напряжении во внутренних объемах диэлектрика не может установиться тепловое равновесие, то при достаточно длительном воздействии напряжения произойдет разрушение диэлектрика он обуглится или расплавится, что приведет к короткому замыканию электродов — к электротеиловому пробою. Возможность электротеплового пробоя сводится к вопросу теплового равновесия если количество тепла, выделяющегося внутри диэлектрика за счет диэлектрических потерь будет все время больше количества тепла, выделяющегося в дан-1 ых условиях в окружающую среду, то электротепловой пробой неизбежен при достаточно длительном приложении напряжения. В большинстве случаев изменение мощности диэлектрических потерь технических твердых диэлектриков может быть выражено следующей форму-6 83 [c.83]

Из этой формулы видно, что пробивное напряжение прямо пропорционально толщине, т. е. электрическая прочность не зависит от толщины. Экспериментальные данные не подтвердили этого при электротепловом пробое электрическая прочность падает с увеличением толщины, пробивное напряжение растет медленнее, чем толщина. В. А. Фок, изучавший явления пробоя диэлектриков, теоретически доказал возможность электротеплового пробоя в идеально однородном диэлектрике, в котором нет никаких мест с повышенными потерями. В своих расчетах В. А, Фок принял образец диэлектри-86 [c.86]

Ка в виде пластинки бесконечно большой площади между такими же эле1Хгродами, Это дало возможность рас-ематривать только среднюю часть пластинки со строго однородным электрическим н тепловым полем и пренебречь краевыми условиями, искажающими поле. Очевидно, что в таком случае всю теплоотдачу от диэлектрика в окружающую среду надо считать через толщу диэлектрика на электроды, так как тепловое сопротивление на торцы будет бесконечно велико. Увеличение толщины диэлектрика должно вызывать теперь ухудшение условий охлаждения и в силу этого снижать электрическую прочность, что и наблюдается в действительности. Расчеты В. А. Фока показали, что в вышеуказанных условиях электротепловой пробой твердых диэлектриков теоретически вполне возможен. Согласно теории В. А. Фока, пробивное напряжение твердого диэлектрика при переменном токе определяется следующим уравнением [c.87]

На рис. 2-37 наглядно видно тепловое воздейсгвие при электротепловом пробое образца каменной соли, пробитого в двух местах (по А. Ф. Вальтеру и Л. Д. Инге). Одно место лробоя имело форму выплавленной воронки, второе выплавилось в значительных размеров дьпру. Иногда при электротепловом пробое кристаллических неорганических диэлектриков тепловое разрушение происходит незначительное и может иметь место самовосстановление за счет заилавления места пробоя аморфной разновидностью данного материала, которая может быть электрически прочней кристаллической разновидности. [c.90]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...