Поверхневий пробій

Поверхне́вий пробі́й (англ. flashover або англ. surface breakdown) — електричний пробій (втрата електроізоляційних властивостей) твердого діелектрика по його поверхні (в середовищі газу або рідини)[1].

Ребриста поверхня високовольтного ізолятора, що дозволяє уникати поверхневого пробою

Напруга поверхневого пробою зазвичай менша за напругу пробою середовища (газу чи рідини) при однакових умовах та відстані між електродами і за напругу пробою діелектрика через його товщу. Це явище іноді називають поверхневим розрядом.

При поверхневому пробої тверда ізоляція безпосередньо не пошкоджується, якщо вона не оплавиться чи не обгорить від електричної дуги, що виникає при потужному поверхневому розряді. У багатьох випадках наслідки поверхневого пробою ізоляції легко усувають зачищенням пошкодженої поверхні та покриттям її ізоляційним лаком.

Умови виникнення

При випробуванні і експлуатації твердих діелектриків з високою електричною міцністю може спостерігатися явище поверхневого пробою, під яким мають на увазі пробій газу або рідини поблизу поверхні твердого діелектрика. По суті в разі поверхневого пробою електрична міцність твердого діелектрика не порушується, проте освіта проводить каналу на поверхні істотно обмежує робочі напруги ізолятора.

Електрична напруга, при якій настає поверхневий пробій, у значній мірі визначається конфігурацією електродів, габаритними розмірами і формою твердого діелектрика та станом його поверхні (наявність вологи, забрудненість, шорсткість тощо).

Якщо ізолятор експлуатується на повітрі, то напруга поверхневого пробою залежить від тиску, температури, відносної вологості повітря, частоти електричного поля. Однією з причин подібного ефекту є спотворення однорідності електричного поля, що викликається перерозподілом зарядів у адсорбованій плівці вологи. Подібні умови можуть відтворюватись на забруднених ізоляторах у вологих умовах, таких як туман або роса, паморозь, зледеніння — змочені поверхні ізолятора з розчинними солями утворюють провідну плівку. У результаті зсуву іонів по поверхні твердого діелектрика сильно зростає напруженість поля, викликаючи пробій. Струм витоку починає текти вздовж поверхні, з'являються дугоподібні розряди, а також утворення та галуження сухих смуг та поверхннях ізоляторів.[2]

Уникнення поверхневого пробою

Для зменшення ймовірності виникнення поверхневого пробою слід за можливості збільшувати довжину розрядного шляху уздовж поверхні твердого діелектрика. Цьому сприяє створення ребристої поверхні ізоляторів, проточування різного роду канавок, виготовлення конструкцій з «утопленими» електродами. Підвищення робочих напруг досягається також згладжуванням неоднорідностей електричного поля за рахунок зміни форми електродів чи оптимізації конструкції ізолятора. Аналогічний ефект може бути отриманий при нанесенні на поверхню ізолятора напівпровідникових покриттів або діелектричних плівок з підвищеною діелектричною проникністю.

Ефективним заходом боротьби з поверхневим пробоєм є заміна повітря рідким діелектриком, наприклад, трансформаторною оливою. Як відомо, рідини переважно мають вищу електричну міцність. Крім того, підвищена в порівнянні з повітрям діелектрична проникність рідин сприяє зниженню напруженості поля на поверхні твердого діелектрика. Тому зануренням ізолятора в рідкий діелектрик можна домогтися підвищення граничних робочих електричних напруг.

Див. також

Примітки
  1. ГОСТ 21515-76 Материалы диэлектрические. Термины и определения.
  2. Pollution Flashover of Insulators. inmr.com (англ.). 27.07.2018.

Джерела
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.