Григорьев А. Н., Павленко А. В., Ильин А. П., Карнаухов Е. И. Электрический разряд по поверхности твердого диэлектрика. Пороговое пробивное напряжение. Пусть все возможные значения пробивного напряжения находятся в определенном диапазоне.

Для каждого газа характерно существование минимального значения пробивного напряжения при определенном значении pd (для воздуха 327 В при pd = 665 Па-мм). Пробивное напряжение 11 р определяют не менее б раз. Для жидкостей с вязкостью менее 5010 м /с (50 сСт) все измерения производят в одной порции, т. е. при одном заполнении ячейки.

Значение пробивного напряжения зависит от условий повьйие-ния напряжения на испытуемом образце. Изменение напряжения может быть плавным или ступенчатым. В первом случае напряжение должно повышаться от нуля равномерно таким образом, чтобы пробой происходил в диапазоне 10—20 с после начала увеличения напряжения.

Скорость повышения напряжения указывается в стандартах на материал. При испытаниях жидких материалов плавно повышают напряжение от нуля до пробивного со скоростью 2 кВ/о пробивное напряжение оценивают его действующим значением. Повышение напряжения яри последующем испытании можно начать не ранее чем через 1 мин после исчезновения случайно образовавшихся пузырьков воздуха. Определение пробивного напряжения образцов в поле облучения связано с необходимостью замены образца твердого материала после его пробоя другим, непробитым, но получившим такую же дозу облучения.

Уровень изоляции линии электропередачи, особенно сверхвысокого напряжения, в основном определяется коммутационными перенапряжениями и в некоторой степени требованиями молниезащиты.

Поэтому для линии сверхвысокого напряжения обычно ограничиваются поверхностным изучением электрической прочности чистой изоляции при напряжениях промышленной частоты. Однако в энергосистемах зарегистировано большое число случаев поверхностного пробоя изоляции на промышленной частоте в отсутствие коммутационных или грозовых перенапряжений. Сухие загрязнения не уменьшают электрическую прочность изоляции, однако она сильно снижается при загрязнении и увлажнении.

Загрязнение изоляции является очень опасным для линий электропередачи, так как оно может вызвать многочисленные поверхностные пробои в течение короткого промежутка времени. Возможны многочисленные последовательные поверхностные пробои, приводящие к длительному отключению линии. Последнее особенно характерно при влажной погоде для ВЛ в районах с сильными загрязнениями.

В недавнем прошлом загрязнению изоляции не придавалось большого значения. Электрическая прочность загрязненных гирлянд изоляторов непропорциональна длине изоляции, и для линии передачи более высоких напряжений требуются относительно более длинные гирлянды изоляторов.

По этим кривым можно установить минимальные расстояния для напряжения промышленной частоты в начальной стадии расчетов. Для специальных случаев принято проводить особые эксперименты, так как поверхностное пробивное напряжение зависит от конфигурации и размеров испытываемого промежутка.

При уровне За выдерживаемое напряжение составит 94% критического поверхностного пробивного напряжения (U50 %). Поправка на метеорологические условия. В основном электрическая прочность растет с увеличением влажности до тех пор, пока влага не конденсируется на поверхности электрода или изолятора.

На рис. 6.2.4 представлены графики поправочных коэффициентов на влажность Н для поверхностного пробивного напряжения промышленной частоты. Кривая С на рис. 6.2.4 построена по результатам испытаний гирлянды из 18 изоляторов при частоте 60 Гц, которые были проведены в Главной высоковольтной лаборатории фирмы «Дженерал электрик». Предпочтительнее учитывать поправку на влажность, когда пробой происходит по воздуху, и не учитывать при поверхностном пробое по изолятору.

Рис. 6.2.2. Номограмма для расчета относительной плотности воздуха 6 в зависимости от высоты h и температуры воздуха t (6 = 0,935 при h =1000 м и /= +10°С; 6=1,0 при h — 0 и t= +25°С)

Однако такие испытания еще проводятся в тех случаях, когда нет надежных методов испытаний при загрязнениях, например, таких, как приняты для незагрязненных изоляторов. Электрическая прочность — это минимальное значение напряжённости электрического поля, при которой наступает пробой изоляции. Электрическая прочность изоляции является сложной функцией физиче­ских свойств материала, размеров образца, условий окружающей среды и характера приложенного напряжения.

Обычно пробивное напряжение оценивается средним значени­ем многочисленных результатов испытаний отдельных образцов. Для кабельной изоляции вследствие большой протяженности ка­беля необходимо определить главным образом минимальное зна­чение пробивного напряжения, возможного при данной техноло­гии производства. В связи с целым рядом факторов, определяющих пробивное на­пряжение изоляции, выбор рабочей напряженности электрического поля является сложной и ответственной частью расчета кабеля.

В изоляции кабелей газовые включения располагаются или внут­ри изоляционного слоя, или между изоляционным слоем и металличес­кой поверхностью жилы либо обо­лочки. Электрическая прочность этих газов примерно в 2,2 — 2,5 раза выше электрической прочности воздуха.

Напряженность поля в газовых (а при переменном напряжении — и в масляных) включениях будет выше, чем в однородной изоляции. Поверхностное напряжение воздушных промежутков и изоляторов зависит от абсолютного содержания влаги в воздухе.