Тепловой пробой

Механизм теплового пробоя сводится к тому, что при протекании тока повышается температура диэлектрика, проводимость его возрастает, что приводит к увеличению количества выделяемой теплоты. В результате происходит разогрев диэлектрика, который может завершаться его сплавлением и прожиганием. Нагревание диэлектрика протекает тем быстрее, чем выше температура окружающей среды. Тепловой пробой наступает как следствие протекания сравнительно медленных процессов (теплоотдача, нагревание). [c.205]

Электрическая прочность стекла при электрическом пробое пе зависит от состава стекла, при тепловом пробое сильно зависит, так как обусловлена диэлектрическими потерями. В переменном электрическом поле электрическая прочность лежит в пределах 17—80 кв/мм. [c.371]

Тепловой пробой в общих чертах развивается следующим образом. При повышении напряжения увеличивается количество тепла, выделяемое в диэлектрике, и, следовательно, повышается температура. Так как для диэлектриков электропроводность увеличивается с температурой по экспоненте, то повышение температуры в свою очередь вызывает увеличение тока. Стационарное состояние возможно до тех пор, пока тепловыделение не превышает теплоотвода. При некоторой напряженности поля это условие нарушается. [c.503]

При тепловом пробое наблюдается также зависимость 7 р от времени приложения напряжения, условий теплоотвода и частоты переменного напряжения. Зависимость /пр от частоты связана с зависимостью от частоты активного сопротивления диэлектрика. Теоретически при любом значении сопротивления диэлектрика должен наступить тепловой пробой. [c.503]

При тепловом пробое разрушение диэлектрика по одному из направлений (в слабом месте) происходит в результате плохого отвода из данного участка тепла, образующегося за счет диэлектрических потерь. Образование теплового пробоя более вероятно при высоких температурах и при длительном воздействии напряжения. При кратковременном воздействии напряжения и относительно низких температурах более вероятен электронный пробой. [c.254]

При электронном пробое происходит, грубо говоря, разрыв материала электрическими силами. При тепловом пробое электрическая прочность зависит лишь косвенно от химической природы материала — через величину диэлектрических потерь, проводимость, теплопроводность. [c.254]

Развитие той или иной формы пробоя в данном конкретном случае зависит не только от природы диэлектрика, но и от условий испытаний. Если испытания проводятся на импульсах, когда напряжение подключается к электродам образца на короткий промежуток времени (10 —10- с и менее), в условиях, исключающих краевые разряды в газовых или жидкостных прослойках у краев электродов и другие побочные эффекты, то может наблюдаться электрический пробой. Если удельная проводимость диэлектрика значительна и резко зависит от температуры, а время пребывания образца под напряжением достаточно велико (не менее нескольких минут, секунд или — для образцов малых размеров — десятых, сотых долей секунды), то тогда развивается тепловой пробой диэлектрика. Наконец, если испытания весьма длительны, а тем более если при этом не принимается должных мер для устранения частичных разрядов в газовых включениях органической изоляции, то происходит электрическое старение диэлектрика, завершающееся его разрушением (окончательным пробоем) по истечении достаточно большого промежутка времени Тж- [c.25]

В теории теплового пробоя оценивается напряжение выще которого тепловое равновесие не может быть достигнуто (тепловой пробой I рода). Элементарная теория теплового пробоя исходит из допущения, что температура диэлектрика практически одинакова по всей его толщине. Количество выделяющейся теплоты (в постоянном иоле) Qa можно выразить следующим образом [c.29]

Теория теплового пробоя подтверждена путем сопоставления с экспериментально установленными закономерностями теплового пробоя. Теоретические соотношения в настояшее время используются в инженерной практике для выбора значений напряжения, при которых тепловой пробой в изоляции не может произойти. [c.32]

Электрическая сбойка скважин основана на тепловом пробое огневых каналов в угольном пласте при помощи электрического тока. Через электроды, помещен- [c.30]

Это представление было высказано еще раньше, но только по отношению к особым, дефектным местам, случайным прожилкам в диэлектрике. Экспериментальными работами Н. Н. Семенова и А. Ф. Вальтера и анализом, данным В. А. Фоком, вся область теплового пробоя была до конца изучена и было выяснено, что это явление закономерно и вовсе не связано с какими-то случайными прожилками. Этот анализ показал, что тепловой пробой имеет определенную область существования. Он существует только нри достаточно высоких температурах, ниже которых не может иметь места и заменяется другим, электрическим механизмом пробоя. [c.294]

На величину пробивного напряжения при тепловом пробое влияет ряд факторов геометрическая форма и размеры (главным образом, толщина) образца, удельная теплопроводность и удельная теплоемкость образца и контактирующих с ним материалов, температура окружающей среды, скорость увеличения напряжения или его установленное значение, величины tg б и е и их изменение с изменением температуры, характер температурной зависимости напряжения при внутреннем пробое, тенденция к физическим изменениям и к химической деструкции с повышением температуры. [c.49]

Из рис. 6 видно, что электрическая прочность зависит не только от толщины образца, но и от числа последовательно уложенных друг на друга слоев материала. При долговременных испытаниях этот эффект будет больше, чем при кратковременных, вследствие более сильного разрушения, обусловленного действием коронного разряда. В этом случае меньшая удельная теплопроводность слоистой структуры может вызвать тепловой пробой. [c.55]

Тепловой пробой (разогрев диэлектрика) [c.62]

Рис, 18. Зависимость электрической прочности при тепловом пробое от времени (при 60 ги у. [c.63]

Важным примером теплового пробоя может служить тепловой пробой влажных пластмасс. В этом случае удается измерить непосредственно сравнительно высокие токи утечки. Как показано на рис. 21, ток между двумя остриями (игольчатые электроды проходят через отверстия в слоистом пластике на основе фенольной смолы, армированной асбестом) усиливается с повышением температуры вследствие нагрева диэлектрика. В таких случаях происходит либо резкое усиление тока, либо высыхание образца. При напряжении порядка 4 кв наблюдается резкий разогрев некоторых образцов, а другие образцы, как показано пунктиром на рис. 21, могут терять большое количество влаги (влага выступает на поверхности), вследствие чего их электрические свойства перед пробоем улучшаются. В результате пробоя вполне вероятно образование пустот и расслоение внутри образца. Разрушения редко происходят на поверхности. [c.65]

Тепловой пробой в сильной степени зависит от частоты прикладываемого напряжения. За исключением пластмасс, обладающих сравнительно высо-кой проводимостью (например, влажных), тепловые разрушения при приложении постоянного напряжения встречаются сравнительно редко. Напротив, при кратковременном приложении напряжения с частотой выше 100 кгц обычно происходят тепловые пробои образцов, за исключением материалов с очень низкими диэлектрическими потерями, электрический пробой рассмотрено ниже. [c.65]

Влияние влаги. Влияние влаги на электрический пробой рассматривалось в предыдущих разделах в связи с влиянием других факторов. На рис. 21 показана зависимость между потерей влаги и резким разогревом образца. Ниже критического напряжения (в данном случае 4 кв) высокие диэлектрические потери во влажном слоистом материале вызывают его нагревание, в результате чего влага из пластика удаляется прежде, чем произойдет тепловой пробой. При более высоких напряжениях температура и электрические потери увеличиваются так быстро, что тепловой пробой происходит прежде, чем будет удалена влага. [c.81]

Влияние температуры на электрические свойства увлажненных полимеров проявляется значительно сильнее, чем это. можно было бы ожидать по температурной зависимости электрических свойств воды (сравните рис. 103 с рис. 99 и 100). Резкое увеличение диэлектрических потерь влажных полимеров с повышением температуры — довольно опасное явление, которое может привести к своеобразному тепловому пробою диэлектрика. Измерение тангенса угла диэлектрических потерь при повышенных температурах представляет чрезвычайно чувствительный метод обнаружения влаги в полимере. Этот метод может быть использован для контроля процесса сушки пластмасс, Интересно, что даже после сушки образцов в течение 192 ч при 105 в полимере остается еще заметное количество влаги. [c.154]

В настоящее время различают два вида пробоя твердых Д. — тепловой и электрический. Тепловой пробой достаточно хорошо изучен как теоретически, так и экспериментально. При увеличении напряжения, приложенного к Д., ток через него растет. Вместо с этим растет количество тепла, выделяемого током, и, следовательно, темп-ра внутри Д. Так как проводимость сильно зависит от темп-ры, то сопротивление Д, падает и ток еще увеличивается. В конце концов [c.593]

Темн-ра и ток в Д. начинают расти до тех пор, пока но наступит тепловое разрушение веш,ества. Электрич. прочность нри тепловом пробое имеет порядок 10 — [c.594]

Для пропитки бумажных конденсаторов применяется низкомолекулярный полиизобутилен, который может надежно работать при температурах 100—125° С. Конденсаторы, в которых используется полиизобутилен, характеризуются большой устойчивостью к тепловому пробою при высоких температурах. [c.273]

Тепловой пробой обусловлен прогрессивно нарастающим выделением тепла в диэлектрике за счет диэлектрических потерь. Типичными признаками тепловой формы пробоя являются экспоненциальное уменьшение пробивного напряжения с ростом температуры в соответствии с уменьшением квадратного корня из значения активного сопротивления диэлектрика обратно пропорциональная зависимость между квадратом пробивного напряжения и временем выдержки Тф (при малых значениях Тф) прогрессирующий нагрев [c.59]

Электрохимическая форма пробоя (электрическое старение) обусловлена сравнительно медленными изменениями химического состава и структуры диэлектрика, развивающимися под действием электрического поля или разрядов в окружающей среде [98]. Электрическое старение развивается при гораздо более низких значениях напряжения, чем пробивное напряжение при электрическом и тепловом пробое. Время т от момента подключения напряжения V к электродам образца до завершения пробоя называется временем жизни. Значение т уменьшается с повышением V, а во многих слзгчаях и с возрастанием температуры. [c.60]

Легко видеть, что тепловой пробой — типичный самоускоряю-щийся процесс возникает положительная обратная связь между ростом температуры и ростом электропроводности, в результате чего тепловое равновесие диэлектрика с окружающей средой катастрофически нарушается. [c.263]

Тепловой пробой наступает вследствие прогрессивно нарастающего выделения тепла в дилектрике за счет диэлектрических потерь. Образующееся тепло повышает локальную проводимость, что способствует еще большему нагреву. Так как диэлектрики являются плохими проводниками тепла, нагревание протекает лавинообразно и приводит к тепловому пробою. Высокая начальная температура и большая толщина исследуемых образцов также способствуют его возникновению. Если диэлектрик находится в переменном электрическом поле высокой частоты, то вероятность теплового пробоя возрастает в результате повышенного выделения тепла. " >1 [c.137]

Тепловой пробой обусловлен прогрессивно нарастающим выделением теплоты в диэлектрике за счет диэлектрических потерь. Типичными признаками тепловой формы пробоя являются экспоненциальное уменьшение пробивного напряжения с ростом температуры в соответствии с уменьшением квадратного корня из значения активного сопротивления ди ектрика обратно пропорциональная зависимость между квадратом пробивного напряжения и временем выдержки Тф (при малых значениях Тф) прогрессирующий нагрев диэлектрика, который в одних случаях может быть определен непосредственно ио возрастанию температуры, а в других — косвенным путем (по увеличению проводимости или диэлектрических потерь с течением времени) [12, с. 411 14, с. 30]. [c.24]

Еще более определенно в пользу предположения о тепловом пробое полимеров в области повышенных температур высказывается Адамец [142]. В его работах исследована зависимость проводимости полимеров от температуры и напряженности поля и на основе этого рассчитана пробивная напряженность пленок [c.156]

Экспериментально полученные зависимости пр = /( ) оказались весьма близкими к рассчитанным кривым в особенности для полиэтилена (рис. 101) и иолиметилметакрилата в интервале от 273 до 313 К. В случае полиэтилеитерефталата приведено всего одно экспериментальное значение р при 353 К, которое согласуется с расчетным, а для полистирола удовлетворительное согласие между расчетными и экспериментальными данными наблюдается для трех точек в интервале от 343 до 378 К [142]. Итак, несмотря на приближенный характер теоретических оценок (точная теория в работах [115,142] не применялась) можно заключить, что при повышенных температурах наиболее вероятен тепловой пробой полимеров. [c.157]

Тепловой пробой происходит при разогреве полимерного образца проходящим током или из-за диэлектрич. иотерь, если тепловыделение внутри образца превышает теплоотдачу в окружающую среду. Повышение темп-ры увеличивает электрич. проводимость н дальнейший разогрев вплоть до разрушения полимера. Значение Е р при тепловой форме пробоя зависит не только от свойств полимера, но и от условий теплообмена между полимерным образцом и окружающей средой, т. е. от разности их темп-р, от их теплопроводности и уд. теплоемкости, от размеров и формы образца, от длительности подачи напряжения. Внутренний пробой происходит в результате лавинной ионизации, вызванной электрич. полем внутри диэлектрика, когда по условиям опыта тепловой пробой исключен. Значение р при внутреннем пробое связано со строением диэлектрика, слабо зависит от темп-ры и не зависит от окружающей среды. При внутреннем пробое выше, чем нри тепловом. Для полимеров в стеклообразном состоянии внутренний пробой может наб.тюдаться при низких темп-рах при постоянном напряжении, действующем короткое время. Ниже приведены значения А пр (Мв/.ч, или Kej.MM) прп внутреннем пробое некоторых иолимеров, используемых в качестве электроизолирующих материалов [c.372]

Тенденция к тепловому пробою может быть оценена на основании измерения температуры пластика при приложении напряжения. Крейсс приводит интересный пример с поливинилхлоридом. Внутренний диаметр изоляции кабеля, выполненной из поливинилхлорида, был равен 16 мм, внешний 26,9 мм-, температура окружающей среды 20 °С внешний электрод покрыт термоизоляцией (рис. 19). Температура повышалась сначала быстро, а затем медленнее вследствие теплоотвода. Спустя некоторое время температура достигала предельного значения, которое зависело от величины приложенного напряжения выше этого предела температура вновь повышалась быстро (на графике не показано), что приводила к пробою. [c.64]

Таким образом, тепловой пробой пластиков может происходить при гораздо более низких напряжениях, чем приводятся в справочной литературе по данным кратковременных испытаний. Часто приводятся значения напряжения через интервалы в 1 мин (по ASTM D 149), однако они также могут быть неточными. Поэтому необходимо снабжать выпускаемые пластмассы пробивными характеристиками как функциями времени. Тепловой пробой — сложное явление, зависящее от многих факторов геометрической формы изделия, удельной теплопроводности, удельной теплоемкости, температуры окружающей среды, тангенса угла диэлектрических потерь или диэлектрической проницаемости, частоты приложенного напряжения, зависимости свойств от температуры и частоты. Другие свойства [c.65]

Влияние электрических разрядов. Тепловое равновесие и, следовательно, тепловой пробой обычно достигаются через несколько часов после приложения напряжения. Однако деструкция пластиков вследствие электрического разряда может продолжаться еще длительное время после этого. Поверхностные разряды (корона) могут возникать как на поверхности пластика, так и в пустотах или в других местах нарушения сплошности внутри объема. Рассмотрение влияния геометрической формы, диэлектрической проницаемости, давления газа и других факторов на образование коронного разряда выходит за рамки настоящей главы. Многие условия образования коронного разряда на поверхности были впервые описаны Пиком . Мейсон рассмотрел образование этого разряда на поверхностях и в пустотах пластмассовых образцов. В его работе (одной из лучших и наиболее четких) дана ссылка на исследование Паркмена посвященное деструкции различных полимеров под действием коронного разряда. В табл. 3 приведены некоторые данные по сроку службы ряда полимеров, взятые из работ Мейсона . [c.66]

Вайнанс и Хэнд показали, что после нескольких часов пребывания при 100 °С (дополнительное структурирование, ведущее к уменьшению диэлектрических потерь) электрическая прочность опять увеличивается, но не в одинаковой степени для различных материалов. Влияние температуры на тепловой пробой гетинакса видно из рис. 20. [c.73]

Влияние частоты. Поскольку разогрев пластмасс прямо пропорционален частоте, понятно, что тенденция к тепловому пробою увеличивается по мере повышения частоты. Чапмен и Фриско тщательно изучили влияние частоты на пробой при кратковременном приложении напряжения и на искровой разряд. В табл. 7 приведены некоторые полученные ими данные. [c.78]

Если проводимость Д. мала или мало время приложения напряжения, то тепловой пробой не может развиться и нроисходит алектрич. пробой. Электрич. пробой возникает в результате процессов электронного размножения внутри Д. под влиянием сильного электрич. поля. К таким процессам относятся ударная ионизация атомов или ионов кристаллич. решетки электронами, автоэлектропная эмиссия из валентной зоны, автоэлектронная эмиссия из катода. Наиболее общепризнанные теории электрич. пробоя твердых Д. [c.594]