Разряды в жидких и твердых диэлектриках. Электрические характеристики

жидкого диэлектрика и твердого значительно выше чем у воздуха, что

позволяет существенно уменьшить изоляционные расстояния и габариты оборудования – трансформаторы, кабели, силовые конденсаторы, выключатели

Требования к изоляционным конструкциям высокого напряжения: надежность, компактность, механическая прочность, тепловая устойчивость, возможность контроля состояния и восстановления изоляции во время ремонта, приемлемая стоимость

Требования к изоляционным конструкциям реализуются за счет использования комбинации твердых, жидких и газообразных изолирующих материалов в сочетании с мероприятиями по регулированию электрических полей

Типы комбинированных изоляционных конструкций: бумажно-масляная изоляция, масло –барьерная изоляция, высокопрочные газы под давлением

каменного угля (трансформаторное, конденсаторное и другие масла) - неполярные
Углеводороды растительные

– касторовое, льняное и др. масла
Хлорированные углеводороды – хлордифинил, совол
Кремнийорганические соединения - неполярные

Основные свойства жидких диэлектриков

частично дисоциированной жидкости
Катафоретическая проводимость – вследствие перемещения заряженных частиц примесей

( каллоидные частицы размером 70-1000 А)

Экспериментально оба механизма трудно различимы

Аппроксимация для узкого диапазона температур
Для минерального масла a=0.04-0.05 1/град

1- трансформаторное масло высокой очистки; 2- трансформаторное масло очищенное; 3- вазелиновое масло; 4- трансформаторное масло промышленное; 5- касторовое масло ; 6 - совол

Типовые примеси в трансформаторном масле:
Вода, газы, волокна целлюлозы, углерод, продукты разложения масла

поля E>100 кВ/см
Факторы, влияющие на электрическую прочность трансформаторного масла:

1) Загрязнение

и увлажнение. При влагосодержании свыше 0.03 % электрическая прочность масла резко падает.
2). Вязкость. Уменьшение вязкости снижает электрическую прочность
3). Температура (T). С ростом T Uпр – снижается
4). Давление (P) . С ростом P Uпр – растет
5). Время действия напряжения ( tп ). tп ↓ Uпр↑ . Для чистых жидкостей эффект выражен слабее.
6). Форма электродов (неоднородность электрического поля). Еmax/Eср ↑ Uпр ↓
7). Полярность криволинейного электрода . U пр -↓ > U пр +↓

2.эмульсия (шарики 2-10 мкм) 3. водный отстой (на дне бака)

формируется при содержании H2O от 0.02 %. Растворимость влаги в масле растет с температурой. Капли влаги и волокна вытягиваются вдоль линий электрического поля, образуя мостики с относительно высокой проводимостью .

Влага и волокна слабо сказывается на импульсной прочности масла

в масле
Давление мало влияет на импульсную прочность

главная роль принадлежит тепловым процессам

радиуса кривизны криволинейного электрода
Площадь электродов ∑ : ∑

↑ Uпр ↓

Объем жидкости V: V ↑ Uпр ↓

Влияние полярности в неоднородном поле

Влияние неоднородности поля электрическую прочность масла

что способствует выравниванию распределение E в неоднородных полях 2) препятствуют

образованию проводящих мостиков из примесей 3) влияние на импульсную прочность менее значительное по сравнению с напряжением промышленной частоты

S=75 мм, барьер 5 мм электрокартон