Поверхностный разряд в резконеоднородном поле

Резконеоднородные поля с большим значением нормальной составляющей напряженности электрического поля наблюдаются в проходных изоляторах, в изоляции обмоток электрических машин при выходе из паза и других конструкциях.

Эквивалентная схема замещения проходного изолятора (рис. 1.21) состоит из  – удельного поверхностного сопротивления и  – емкость единицы поверхности изолятора относительно электрода. Токи протекающие через сопротивление  и емкость  неодинаковы. В результате имеет место неравномерное распределение напряжения по поверхности изолятора.

Наибольшее значение напряжения будет иметь место у фланца 1. Неравномерность будет тем больше, чем больше  диэлектрика и меньше толщина стенок.

В результате поверхностный разряд развивается от электрода 1 к электроду 2, проходя последовательно стадии коронного разряда, скользящего разряда и перекрытия (пробоя). При перекрытии изолятора в результате термического воздействия в некоторых видах диэлектриков возможно появление проводящих каналов (треков).

Развитие разряда облегчается при импульсных напряжениях и повышенных частотах. Для увеличения напряжения перекрытия применяют ребристые поверхности и материалы с малым значением . В последнем случае уменьшается .

Разряды вдоль увлажненной и загрязненной поверхности

Увлажнению и загрязнению подвергается изоляция, работающая на открытом воздухе. Причиной загрязнения могут быть как атмосферные осадки, так и выбросы различных производств. В результате увлажнения и загрязнения на поверхности изоляции образуется тонкий проводящий слой и увеличивается ток утечки

;                                    (1.28)

,                         (1.29)

где  – длина пути утечки;  – диаметр изолятора;  – удельное объемное сопротивление проводящего слоя;  – толщина проводящего слоя.

В результате неравномерного поверхностного загрязнения и увлажнения происходит подсыхание некоторых поверхностей и образование частичных дуг. Эти разряды могут приводить к образованию трековых дорожек, если материал неустойчив к трекингу.

Механизм перекрытия поверхности носит тепловой характер, т.е. развивается во времени медленно и только при длительном воздействии напряжения. Разрядное напряжение зависит от сопротивления и конструкции изолятора

,                          (1.30)

где  – коэффициент, зависящий от конструкции изолятора и определяемый опытным путем.

Если в процессе частичных разрядов имеет место уменьшение  (увеличивается ), то частичные разряды носят затухающий характер. При загрязнении поверхности наиболее низкие разрядные напряжения наблюдаются при моросящем дожде, тумане, росе. При сильном дожде имеет место очистка поверхности и  увеличивается. Для увеличения  увеличивают длину путей утечки.

Внешняя изоляция воздушных линий и распределительных устройств