Реальні електроізоляційні конструкції далеко не завжди складаються …

Реальні електроізоляційні конструкції далеко не завжди складаються ...

Реальні електроізоляційні конструкції далеко не завжди складаються з однорідних діелектриків. Вони можуть містити композицію з різних діелектриків або просто мати межу розділу. Навіть у цьому випадку з’являються нові особливості поведінки діелектриків, зокрема слід враховувати не тільки провідність самих діелектриків, але і меж розділу. Саме по собі наявність кордону не міняє провідність конструкції, проте, поверхня неминуче містить хімічно активні елементи.

У контакті з повітрям поверхня збагачується речовинами, що містяться в повітрі. Відомо, що навіть у контакті з чистим повітрям на ній адсорбується вода, наприклад на поверхні оксидів може міститися до 100 молекулярних шарів води. У воду з повітря можуть потрапляти інші домішки, зокрема вуглекислий газ. Вода з вуглекислим газом реагує відповідно до реакції:

Таким чином на поверхні з’являються носії заряду (протони і карбонат-іони) і поверхня ізолятора набуває додаткової провідність. Поверхнева провідність — провідність, пов’язана з появою і рухом носіїв заряду по поверхні діелектрика.

На поверхні устаткування, що експлуатується в зовнішніх умовах, скупчуються промислові та природні забруднення. Найбільшу провідність дають цементує забруднення в поєднанні з т.зв. «Кислими дощами», а також природні забруднення у вигляді пташиного посліду. При цьому провідність може досягати великих значень, фактично перетворюючи електроізоляційну конструкцію в електропровідну конструкцію.

Наприклад, суха поверхня забрудненого ізолятора володіє деякою провідність, але, в цілому, конструкція є діелектриком. Якщо поверхня високовольтного забрудненого ізолятора зволожена, то вона має високу провідність. У вологу погоду провідність по поверхні настільки висока, що може підтримувати дугового розряд.

Так при неоднорідному зволоженні або неоднорідному висиханні весь перепад напруги зосереджується на сухих ділянках, причому в цих областях виникають електричні мікродугі.

Для опису протікання струму по поверхні вводять поняття питомої поверхневої провідності або питомого поверхневого опору.

За визначенням питомий поверхневий опір означає опір, виміряний між лінійними електродами довжиною 1 м, прикладеними до поверхні на відстані 1 м один від одного. При вимірюванні електроди утворюють дві протилежні сторони квадрата. Розмірність питомої опору [r п ] = «Ом» або Ом / р; (Ом на квадрат).

Останнє позначення є застарілим. Характерно, що при такому способі вимірювання значення опору не залежить від розмірів електродів.

Для неоднорідних діелектриків проста схема заміщення конденсатора у вигляді паралельно з’єднаних R і C не годиться. Для них будують більш складні RC ланцюжка. Розглянемо кілька типових випадків неоднорідних діелектриків.

У разі однорідного діелектрика з поверхневою провідністю паралельно RC ланцюжку приєднується додатковий опір Rп r п

Схема заміщення неоднорідного діелектрика може містити не тільки послідовні, але і паралельні ланцюга. Для композиційних діелектриків, що складаються з шарів діелектриків різного типу, наприклад шарів паперу, просочених маслом, потрібно врахувати властивості обох діелектриків. Очевидно, що для паперово-масляної ізоляції можна запропонувати наступну схему.

Фізично ця схема моделює кожен з шарів, що мають різні діелектричні проникності і питомі опору, шари масла зі своїми e м і r м. шари паперу зі своїми e б і r б.

Сподобалася стаття? Поділися нею з друзями!