Электрический разряд в жидком диэлектрике

Электрический разряд в жидком диэлектрике [c.15]

Теория второй стадии электрического пробоя — разрушения диэлектрика — разработана в меньшей степени, поскольку в этом случае особенно сильно сказываются различия в физико-химических свойствах тех или иных диэлектриков. Характер второй стадии пробоя зависит также от свойств источника напряжения если мощность источника велика, то при пробое возникает электрическая дуга, а при малой его мощности пробой завершается искровым разрядом существенно меньшей разрушительной силы. Через небольшое время после разряда газы полностью восстанавливают свою электрическую прочность (правда, мощный разряд может повредить электроды и, нарушив однородность электрического поля, косвенно повлиять на последующие испытания разрядного промежутка). В жидких диэлектриках электрическая прочность после пробоя также практически полностью восстанавливается, а необратимые химические изменения могут произойти только вследствие многократных повторений искрового пробоя (или в случае длительного дугового пробоя). Лишь в твердых диэлектриках вторая стадия пробоя приводит к необратимым изменениям даже в случае маломощного одиночного разряда в таком диэлектрике после искрового пробоя остается узкий проплавленный током канал с повышенной проводимостью (электрическая дуга приводит к значительным разрушениям твердого диэлектрика и для органических материалов — к обугливанию). [c.52]

На рис. 248 приведена схема установки для электроискрового прошивания отверстий. Импульсы электрического разряда, возникающие между торцом электрода 3 и поверхностью заготовки 1, разрушают металл заготовки, образуя отверстие, соответствующее форме электрода, Малые отверстия прошивают при обязательной вибрации электрода или заготовки для удаления образующихся отходов. Направление инструмента (электрода) определяет кондуктор 4, изготовленный из материала, не проводящего ток. Обработку осуществляют в жидком диэлектрике или в специально обработанной воде 2 при питании от источника тока 5. [c.355]

Процесс обработки основан на плавлении малых частиц металла в зоне электрических разрядов, возникающих между электродами. Каждый разряд сопровождается выделением большого количества тепла, вызывающего плавление металла в зоне разряда и выброс расплавленных частиц металла из межэлектродного пространства. Расплавленный металл распыляется в жидком диэлектрике и затвердевает в виде мельчайших шариков. Плавление происходит преимущественно на заготовке. При обработке снимается до 6000 мм /мин металла. Чтобы зазор между электродами не увеличивался, инструмент непрерывно и автоматически подается в направлении обработки. При электроимпульсной обработке применяют низкое напряжение (от 10—12 до 24—26 В) и относительно большой ток (50—200 А). [c.443]

Наконец, при работе в выключателях (рис. 1-6) в жидком диэлектрике периодически возникает электрическая дуга, представляющая собой один из видов газового разряда — плазму. В зоне дуг и развивается очень высокая температура (примерно 10 000°С) при большой плотности тока. Горение дуги связано с образованием продуктов разложения жидкости. [c.7]

В реальных условиях большинство операций электроискровой обработки осуществляется при электродах, погруженных в жидкий диэлектрик (минеральные масла, керосин), загрязненный различными токопроводящи.ми включениями. Кроме того, частицы, вырванные из электродов при искровом разряде, попадая в жидкую среду, охлаждаются и загрязняют пространство около электродов коллоидальными взвесями металла. Эти взвеси, а также продукты разложения жидкого диэлектрика, во время подготовительных фаз разрядов втягиваясь действием поля в межэлектродный промежуток, располагаются вдоль силовых электрических линий, образуя своеобразные токопроводящие мостики . Очень быстрый нагрев и последующий взрыв одного из таких токопроводящих мостиков вызывает местное газообразование в жидкости, ионизацию некоторого количества молекул и, как следствие, возникновение разряда. [c.34]

Электрич. прочность жидких диэлектриков в сильной степени зависит от чистоты жидкости. Наличие примесей и загрязнений существенно понижает "пр- Для чистых однородных жидких д. пр близка к Е твёрдых Д. Пробой в газе связан с ударной ионизацией и проявляется в виде электрического, разряда в газах. [c.177]

Газы в обычных условиях характеризуются высоким удельным сопротивлением и очень малыми диэлектрическими потерями. К достоинствам газов относятся также восстановление электроизоляционных свойств после пробоя и отсутствие старения (ухудшение свойств со временем). Недостатком их является невысокая (по сравнению с жидкими и твердыми диэлектриками) электрическая прочность при нормальном давлении. Для увеличения электрической прочности используют как повышение давления газов, так и глубокое их разрежение. Повысить электрическую прочность газовой изоляции можно также, применяя электроотрицательные газы. Молекулы этих газов, содержащие обычно атомы фтора, хлора и других галогенов, способны захватывать свободные электроны и становиться малоподвижными отрицательными ионами. Удаление подвижных электронов затрудняет развитие электрического разряда, вследствие чего электрическая прочность газа возрастает. [c.545]

В месте пробоя выделяется тепло, вследствие чего возникает конвекция жидкости, разрывающая, рассеивающая мостики из скопившихся загрязнений, и электрическая прочность может восстановиться даже без снижения приложенного напряжения. Спустя некоторое время, От нескольких секунд до нескольких минут, может образоваться новый мостик, новое короткое замыкание между электродами — новый разряд. В силу изложенного электрическая прочность сильно загрязненного жидкого диэлектрика является довольно неопределенной величиной. [c.68]

Искровая форма электрического разряда может быть получена двумя способами. При первом способе применяют напряжения столь небольшой величины, что возникновение дуги при любых силах разрываемого тока является практически невозможным (так называемое минимальное напряжение дуги). В воздухе оно для большинства металлов не превышает 18 в. Замена газовой среды жидкими диэлектриками позволяет несколько поднять значение минимального напряжения дуги (максимум до 30 в). Такое же действие оказывают некоторые суспензии и растворы солей фосфорной, кремневой и борной кислот. Так как этот способ получения искровой формы электрического разряда требует весьма большой силы тока, определяемой сотнями ампер, и уникальных мощных источников питания, то он имеет ограниченное применение, например, для разрезки и шлифования металла. [c.61]

Интенсивность эрозии зависит от вида возбуждаемого разряда. Начальная (искровая) стадия, длящаяся 10" —10 с, отличается наибольшей удельной мощностью, так как диаметр канала в начальной стадии весьма мал и концентрация энергии на обрабатываемых микроучастках составляет 10 —10 Вт/см . Процесс эрозии металла электродов осуществляется испарением. В конце искровой стадии под действием высоких температуры и давления в канале разряда рабочая жидкость приходит в движение и канал расширяется со сверхзвуковой скоростью. При увеличении длительности импульса в результате роста сечения канала удельная мощность разряда снижается и он переходит в дуговую стадию. Сравнительно высокое значение удельной мощности дуговой формы разряда, 10 —Ю Вт/см , при длительности, соответственно, 10" —10 с при ЭЭО, объясняется охлаждаю-ццш воздействием жидкого диэлектрика. Известно, что принудительное охлаждение столба дуги является эффективным способом повышения концентрации электрического дугового разряда. Поэтому высокие значения эрозии при ЭЭО обеспечивает и дуговая форма разряда. В качестве источников питания при ЭЭО используют генераторы импульсов. [c.597]

Вязкость является одним из показателей, важных для оценки теплоотводящей способности и поведения жидкого диэлектрика в электрическом поле. В маловязких жидкостях легче производится конвективный теплообмен и быстрее рассасываются продукты разложения жидкости частичными разрядами. В вязких жидкостях при охлаждении возможно появление газовых полостей и растрескивание, снижающие стойкость к воздействию электрического поля. [c.71]

Искровой электрический разряд получается замыканием и размыканием цепи в короткие промежутки времени. Инструмент и заготовка включаются в цепь разрядного контура и при замыкании цепи импульс тока направ пенно выбрасывает частицы металла от заготовки, являюш,ейся анодом, к инструменту, являющемуся катодом. Процесс ведется в жидкой среде — диэлектрике (трансформаторное масло и др.), чтобы частицы металла, оторвавшиеся от заготовки, не долетали до инструмента. [c.11]

Используя достижения измерительной техники, Б. Лазаренко удалось описать весь комплекс основных характеристик искрового разряда в газе и жидком диэлектрике и построить теоретическую модель процесса разрушения металла искровым импульсом электрического тока. Предложенная теория хорошо согласовалась с экспериментальными данными. [c.31]

ПРОБОЙ, разрушение диэлектриков под действием электрич. поля (см. Диэлектрики, Изоляционные электротехнические материалы), Как по величинам пробивных напряжений, так и по характеру пробоя, удобно отдельно рассмотреть газообразные, жидкие и твердые диэлектрики. П. в газа х—см. Разряд электрический. П. жидкостей наименее изучен с физической стороны. (Систематизированный опытный материал—см. Изоляционные масла.) Решающее влияние имеет тщательная очистка от химич. примесей (в особенности от полярных веществ, напр, вода), от твердых пылинок и от растворенных газов. Работы Шумана и Вальтера показали, что в наиболее чистых условиях П. жидкости обусловливается теми же явлениями, что и в твердых диэлектриках. Пробивное напряжение не зависит ни от давления окружающего газа ни от t°. Ничтожные примеси воды или газа к маслу резко изменяют его пробивные напряжения. Прибавление к совершенно сухому маслу 10 части воды в 6 раз понижает пробивное напряжение (с 800 kV/см до 140 kV/см). В такой жидкости наблюдается также резкое возрастание пробивного напряжения с увеличением давления. В масле напр, на каждую атмосферу давления пробивное на- [c.397]

Электрическим разрядом называется процесс прохождения электрического тока через газ или жидкий (в отдельных случаях через твердый) диэлектрик. Необходимым условием для возникновения разряда является ионизация диэлектрика, т. е. расщепление его молекул на частички, заряженные отрицательным и положительным электричеством. Частички, заряженные положительно, получили название ионов, а заряженные отрицательно — электронов. [c.33]

Механизм пробоя увлажненных жидкостей зависит от содержания и состояния воды в них. Вода, содержащаяся в жидком диэлектрике в свободном виде, может быть в эмульсионном состоянии, когда образуются сферические капельки воды с диаметром 10 м. В электрическом поле водяные включения втягиваются в пространство между электродами и деформируются. При деформации образуются эллипсоиды вращения, которые поляризуются и притягиваются друг к другу и, сливаясь, замыкают электроды мостмкамн с мя-лым электрическим сопротивлением, по которым проходит разряд. Этим процессом объясняется уменьшение Е о трансформаторного [c.177]

В твердых диэлектриках наряду с объемным возможен и поверхностный пробой, т. е. пробой в жидком или газообразном диэлектрике, прилегающем к поверхности твердой изоляции. Так как Е р жидкостей и особенно газов ниже Е р твердых диэлектриков, а нормальная составляющая напряженности электрического поля непрерывна на границе раздела, то при одинаковом расстоянии между электродами в объеме и на поверхности пробой в первую очередь будет происходить по поверхности твердого диэлектрика. Чтобы не допустить поверхностный пробой, необходимо удлинить возможный путь разряда по поверхности. Поэтому поверхность изоляторов делают гофрированной, а в конденсаторах оставляют неметализированные закраины диэлектрика. Поверхностное 1/ р также повышают путем герметизации поверхности электрической изоляции лаками, компаундами, жидкими диэлектриками с высокой электрической прочностью. [c.126]

В жидкости, содержащей газы, пробой начинается с ионизации газовых включений, В результате ионизации температура стенок газовых включенйй возрастает, что приводит к вскипанию микрообъемов жидкости, примыкающих к включению. Объем газа увеличивается, включения сливаются, образуя между электродами мостик, по которому проходит разряд в газе. Причиной пробоя может стать трудноудаляемый слой газа толщиной 10- м на электродах, которые используются для определения Е р. Газы имеют малый коэффициент теплопроводности. Следовательно, слой газа на электродах образует участок с большим тепловым сопротивлением. В результате температура близ границы раздела жидкость — газ повышается, что приводит к вскипанию жидкости, а далее и к ее пробою. В процессе пробоя жидкости с большим содержанием газа (газовые включения), которые первоначально имеют сферическую форму, в электрическом поле деформируются. При дес юрмации они превращаются в эллипсоиды вращения, удлиняются и сливаются образуя сплошной газовый канал между электродами, что приводит К пробою. Для жидких диэлектриков с газовыми включениями цр увеличивается с ростом давления рис. 5.35,а), так как увеличиваются температура кипения и растворимость газа в жидкости, что затрудняет рост объема газовых включений. [c.176]

Электрическая прочность жидких диэлектриков в однородном поле большая, чем в неоднородном. В неоднородном поле в жидкости может наблюдаться неполный пробой (корона). Под действием короны происходят процессы иитеисивиого ра.чложепия жидкости, в результате которых образуются продукты, резко снижающие ее электрическую прочность. Например, при разложении нефтяных масел образуются горючие газы и сажа. Если коронный разряд пе-рехйдит в дуговой, то процессы разложения резке ускоряются. [c.178]

Применяются различные методы электризации, в результате которых на поверхность диэлектрика осаждается поверхностный заряд или внедряется в полимер объемный заряд. Часто используют коронный электрический разряд над поверхностью электризуемой пленки бомбардирующие диэлектрик электроны закрепляются на поверхностных ловушках . Часть электронов диффундирует в глубь диэлектрика, заполняя объемные ловушки . На нижнем электроде формируется компенсирующий заряд (см. рис. 6.1,6). Пространственно разделенные заряженные области создают внутри электрета и над его поверхностью электростатическое поле. В ряде случаев для формирования электрета целесообразно использовать искровой разряд в газе над поверхностью полимера. Инжекция электронов при этом происходит более интенсивно, но их пространственное распределение оказывается менее однородным. Для повышения однородности гомозаряда применяют контактные методы электризации, когда электрическое поле подается на полимерную пленку через тонкий слой жидкого диэлектрика. [c.164]

Газостойкость (способность выделять или поглощать газ) позволяет, оценивать устойчивость жидких диэлектриков к воздействию электрического поля в специальных реакторах коронного, искрового или тлеющего разряда. Наиболее распространенные. типы реакторов представлены на рис. 4.1. Газопоглощение пропитывающего вещества в электрическом поле — необходимое условие для стойкости к воздействию частичных разрядов в пропитанных электроизоляционных системах. Известны случаи обнаружения корреляции между газостойко-стью и устойчивостью конденсаторов к воздействию перенапряжений. [c.68]

Испытание проводится в присутствии основных материалов, которые применяются в данной аппаратуре. Надряжеяность электрического поля выбирается равной максимально допустимым рабочим значениям для данного типа аппарата. Например, для трансформаторных жидкостей — 3—5 кв1мм. В таких условиях начальные частичные разряды практически не образуются, а следовательно., нет и ионизации жидкости. Во избежание испарения жидкости испытание проводится в герметичной ячейке. Над поверхностью жидкости — воздух (рис. 2-37). По окончании установленного срока производят разгерметизацию испытательной ячейки и определяют основные показатели жидкого диэлектрика. [c.95]

Установлено наличие связи между напряжением возникновения интенсивных частичных разрядов в яропитаиной жидким диэлектриком конденсаторной изоляции (главным образом в результате пробоя жидкого диэлектрика на конце наружной обкладки) и электрической прочностью самой жидкости Е (в электродах игла — плоскость при расстоянии 600 мкм). [c.118]

Электрическая прочность высококачественных твердых электроизоля ционных материалов, как правило, выше, чем Ж1щких и тем более газообразных диэлектриков (при нормальном давлении). Так, грубо ориентировочно (действующие значения при частоте 50 Гц при нормальных температуре и давлении в однородном электрическом поле прп толщпне слоя диэлектрика порядка 1 мм) Епр для твердых диэлектриков — слюды и синтетических неполярных полимеров — порядка 50—100 МВ/м, для жидкого диэлектрика— нефтяного трансформаторного масла — порядка 20 МВ/м п для газообразного диэлектрика — воздуха — порядка 5 МВ/м. Поэтому, если расстояние между ближайшими друг к другу точками электродов по поверхности твердой изоляции (рис. 1-40) лпшь не намного превосходит кратчайшее расстояние между электродами сквозь изоляцию, то прп повышении приложенного к изоляции напряжения в первую очередь может произойти не пробой изоляции (стрелка а), а поверхностный разряд пли перекрытие изоляции, т. е. разряд в прилегающем к твердой изоляции слое газообразного (например, [c.48]

В приборе (рис. 3-29) старение жидкого диэлектрика осуществляется при максимальной рабочей температуре, которая принята для данной конкретной системы жидкий диэлектрик — твердый электроизоляционный материал наиример, в случае нефтяных масел и хлорированных углеводородов, которые применяются в сочетании с обычными целлюлозными материалами, — это температура 95 °С. Испытания проводятся в присутствии основных материалов, которые применяются в данном оборудовании. Напряженность электрического поля выбирается равной максимально допустимым рабочим значениям для данного Т1ша оборудования. Например в случае трансформаторных жидкостей — 3—5 МВ/м. В таких условиях практически не образуются интенсивные частичные разряды, а следовательно, нет ионизации жидкости. Во избежании испарений синтетических жидкостей испытание проводится в герметичной ячейке, над поверхностью жидкости — воздушная атмосфера нефтяных масел — при доступе воздуха. С помощью выводов ячеек, присоединяемых к соответствующему измерительному прибору, возможно произво- [c.149]

Величину, обратную периоду, называют частотой повторения импульсов /, которая в з словиях ЭЭО изменяется от 50 до 1,5-10 Гц. Низкая частота характерна для черновой обработки, высокая — для чистовой. Максимальная частота повторения импульсов определяется временем, необходимым для остывания канала разряда и восстановления электрической прочности МЭП (деионизации). Это время для жидкого диэлектрика составляет от 10 до 10 с и зависит от энергии прошедшего разряда. Использованпе воды в качестве рабочей л<ндкости позволяет повысить частоту повторения импульсов, поскольку время деионизации для воды меньше, чем для углеродосодержащих сред. [c.40]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...