Тепловой пробой твердых диэлектриков

Следует отметить, что ввиду кратковременности процесса пробоя газов значение электрической прочности (или пробивного напряжения газового промежутка) при переменном напряжении определяется амплитудным (а не действующим, как, например, при тепловом пробое твердых диэлектриков) значением. При постоянном напряжении и расстоянии между электродами порядка 1 см электрическая прочность воздуха в случае нормальных температуры и давления пр = 3 МВ/м (амплитудное значение для переменного напряжения или же постоянное значение для постоянного напряжения). Существуют газы, электрическая прочность которых заметно выше или ниже электрической прочности воздуха (см. 20.1 и рис. 18.4). [c.149]

Тепловой пробой твердых диэлектриков [c.100]

ТЕПЛОВОЙ ПРОБОЙ ТВЕРДЫХ ДИЭЛЕКТРИКОВ [c.92]

J-5. ТЕПЛОВОЙ И ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ ПРОБОЙ ТВЕРДЫХ ДИЭЛЕКТРИКОВ [c.69]

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]

Пробой твердых диэлектриков представляет собой сложное явление, которое до сих пор с теоретической точки зрения разъяснено недостаточно. Разрушение твердого диэлектрика при воздействии напряжения может происходить как чисто электрический процесс (электрический пробой) или как термический процесс (тепловой пробой). Кроме того, в ряде случаев при длительном действии напряжения пробой может происходить в результате развития в диэлектрике сложных электрохимических явлений (электрохимический пробой). [c.95]

Механизм пробоя диэлектриков может иметь различный характер. Основными видами пробоя твердых диэлектриков являются электрический и тепловой. Электрический пробой представляет собой разрушение диэлектрика силами электрического поля и сопровождается образованием электронных лавин. Тепловой пробой обусловлен нагревом диэлектрика до критической температуры вследствие диэлектрических потерь при нарушении в диэлектрике теплового равновесия. Значение ир при электрическом пробое составляет примерно 100— 1000 МВ/м, а при тепловом — 1 — 10 МВ/м. [c.543]

Пробой газа обусловливается явлением ударной и фотонной ионизации. Пробой жидких диэлектриков происходит в результате ионизационных и тепловых процессов. Одним из главнейших факторов, способствующих пробою жидкостей, является наличие в них посторонних примесей. Пробой твердых тел может вызываться как электрическим, так и тепловым процессами, возникающими под действием поля. [c.116]

Из изложенного следует, что пробой газов - явление электрическое. Поэтому все численные результаты экспериментов по пробою газов относятся к максимальным (амплитудным) значениям напряжения. Поскольку в разрушении жидких и особенно твердых диэлектриков существенную роль играют тепловые процессы, то при приложении к диэлектрикам переменного напряжения численные значения пробивного напряжения относятся к действующим. [c.117]

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]

Физическая картина пробоя твердых диэлектриков в разных случаях может быть весьма различна. Наряду с ионизационными процессами к пробою могут приводить вторичные процессы, обусловленные сильным электрическим полем нагрев, химические реакции, частичные разряды, механические напряжения в результате электрострикции (см. 22.1), образование объемных зарядов на границах неоднородностей и т. д. Поэтому различают несколько механизмов пробоя твердых диэлектриков электрический, тепловой, электрохимический, ионизационный, электромеханический. [c.150]

Электрическая прочность твердых диэлектриков практически не зависит от температуры до некоторого ее критического значения, когда наблюдается заметное снижение электрической прочности. В этом случае наступает тепловой пробой, который связан с нагревом изоляции в электрическом поле. Процесс идет следующим образом. После подачи напряжения на диэлектрик в нем начинает выделяться теплота потерь, и он разогревается. Повышение температуры приводит к росту потерь, а следовательно, к еще большему разогреву. В конце концов, в диэлектрике происходят существенные изменения (расплавление, обугливание и другие процессы, в зависимости от природы материала) и его собственная электрическая прочность снижается настолько, что происходит пробой. Тепловой пробой может иметь локальный характер, при котором средняя температура всего объема изолятора существенно не изменяется. Таким образом, тепловой пробой существенно зависит от отвода выделяющегося в диэлектрике тепла в Окружающую среду, поэтому электрическая прочность при тепловом пробое является характеристикой не только материала, но и самого изделия. Пробивное напряжение при тепловом пробое существенно зависит от времени приложения напряжения. Если это время невелико, то диэлектрик не успевает разогреться и пробой не наступает. С ростом частоты электрического напряжения и ростом окружающей температуры пробивное напряжение уменьшается. [c.271]

Очаги внутренней ионизации в порах действуют разрушающим образом на твердый, основной компонент изоляции за счет бомбардировки ионами и электронами, вызывающими эрозию, за счет теплового воздействия и воздействия озона и окислов азота. Разные материалы проявляют различную стойкость против этих воздействий. Как правило, неорганические диэлектрики проявляют большую стойкость, чем органические, довольно сильно отличающиеся в, этом отношении друг от друга. При ионизационном пробое начальной стадией является ионизация в порах (внутренняя корона), второй — завершающей — разрушение диэлектрика под [c.84]

Чисто электрический, или собственный, пробой - это непосредственное разрушение структуры диэлектрика силами электрического поля. Подобный вид пробоя развивается практически мгновенно за 10 с и не обусловлен тепловой энергией. Это чисто электронный процесс, когда из немногих начальных электронов в твердом теле создается электронная лавина. В неоднородных электрических полях пробивное напряжение однородного диэлектрика меньше, чем в однородных. [c.271]

Пробой твердых диэлектриков. Р.1звитие той или иной формы пробоя зависит от природы твердого диэлектрика и условий определения электрической прочности. При испытар иях на импульсах с длительностью 10 " — Ю- с в условиях, когда отсутствуют раз-рнды у краев электродов, имеет место электрический пробой образца. Если проводимость такого диэлектрика велика и резко зависит от температуры, то при выдержке этого же образца под напряжением в течение 10 — 10 - с в нем развивается тепловой пробой. При воздействии на образец в течение длительного времени [c.178]

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]

Электрическая прочность характеризуется сопротивлением пробою. Пробой — это необратимое разрушение твердого диэлектрика под действием поля и потеря изолирующих свойств. Электрической прочностью или пробивной напряженностью jEnp называется отношение пробивного напряжения t/др к толщине диэлектрика в месте пробоя. Различают три вида пробоя электрический, тепловой и электрохимический. [c.603]

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]

Теории электрического пробоя начали разрабатываться раньше теории электротеплового пробоя. Однако от более ранних теорий пришлось впоследствии отказаться, так как они не соответствовали или опытньш закономерностям (теория не подтверждалась практикой), или новым представлениям физики твердого тела, или и тому и другому вместе. Сейчас еще не разработана общепризнанная теория электрического пробоя, могущая быть распространенной на все виды твердых диэлектриков, аналогично теории электротеплового пробоя, но все же можно сформулировать некоторые общие принципы электрического пробоя, совпадающие во многих случаях с опытными закономерностями. Электрический пробой происходит обычно при весьма высоких напряженностях электрического поля порядка 10 в см, когда в диэлектрике появляется добавочная, электронная электропроводность. Механизм электрического пробоя увязывают с электронными. процессами, возникающими в предпро-бивном состоянии. Сам пробой происходит в две стадии — первая стадия собственно нарушение электрической прочности, связанное с нарастанием электрической проводимости, и вторая стадия — разрушение диэлектрика как вторичное явление. Вторая стадия связана уже с тепловыми процессами, шо-видимому, с нагреванием в узко.м канале, в котором развивалась первая стадия. В отличие от электротеплового пробоя, тепловое [c.91]

Теории электрического пробоя начали разрабатываться раньше теорий электротеплового пробоя. Однако от ранних теорий пришлось впоследствии отказаться, так как они не соответствовали или опытным закономерностям (теория не подтверждалась практикой), или новым представлениям физики твердого тела, или и тому и другому вместе. Сейчас еще не разработана общепризнанная теория электрического пробоя, могущая быть распространенной на все виды твердых диэлектриков, аналогично теории электротеплового пробоя, но все же можно сформулировать некоторые общие принципы электрического пробоя, совпадающие во многих случаях с опытными закономерностями. Электрический пробой происходит обычно при весьма высоких напряженностях электрического поля порядка 10 б см, когда в диэлектрике появляется добавочная электронная электропроводность. Механизм электрического пробоя увязывают с электронными процессами, возникающими в предпробивном состоянии. Сам пробой происходит в две стадии — пё )вая стадия собственно нарушение электрической прочности, связанное с нарастанием электрической проводимости, и вторая стадия — разрушение диэлектрика как вторичное явление. Вторая стадия связана уже с тепловыми процессами, по-видимому, с нагреванием в узком канале, в котором развивалась первая стадия. В отличие от электротеплового пробоя тепловое разрушение при электрическом пробое является не причиной самого пробоя, а его лeд fвиeм. В силу большого разнообразия твердых диэлектриков по их структуре и составу, а также по возможным их нарушениям идефекгам механизмы первой и второй стадий электрического пробоя могут протекать по-разному, так как электронные процессы сильно зависят от особенностей структуры. Наибольшее количество теоретических и научно-экспериментальных работ выполнено по электрическому пробою щелочно-галоидных кристаллов такой выбор объектов ис- [c.78]

Тепловой пробой — часто встречающийся вид пробоя диэлектриков, работающих под напряжением высокой частоты. Высокая частота вызывает значительные диэлектрические потери энергии, рассеиваемые в диэлектрике в виде тепла. Это дополнительно нагревает диэлектрик, что способствует тепловому разрушению. При тепловом пробое электрическая проч -10сть Е р твердого диэлектрика в сильной степени зависит от температуры t (рис. 25) и толщины к диэлектрика (рис. 26), так как с их увеличением теплоотвод затрудняется. [c.30]

Жидкие диэлектрики отличаются значительно более высокой электрической прочностью, чем газы, несмотря на большую зависимость электрических свойств жидкостей от загрязнений, которые в, газообразном состоянии почти не изменяют электрической прочности газа. Основной причиной более высокой прочности жидких диэлектриков является их более высокая (в 2000 раз) плотность и значительно меньшие расстояния между молекулами. Однако примеси полярных жидких (эмульсии) или твердых (суспензии) веществ порождают новые формы теплового НЛП ноннзацнонпого (в случае газообразных включений) иробоя, которые снижают пробивное напряжение даже неполярных жидкостей, у которых в чистом виде пробой носит характер ударной, ионизации, как у газов, но вследствие значительно меньшей длины свободного.пробега ионов для развития процесса ударной ионизации требуется более высокое напряжение. [c.32]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...