Основные расчетные выражения и необходимые пояснения

Электрическая прочность диэлектриков

Электрической прочностью, E_пр называется средняя напряженность электрического поля, при которой происходит электрический пробой изоляционного промежутка. Напряжение, при котором происходит электрический пробой, называют «пробивным напряжением», U_пр.

(6.1.)

где h- толщина диэлектрика (изоляционный промежуток между электродами, разрядный промежуток).

Пробивное напряжение зависит от размера разрядного промежутка. При увеличении промежутка пробивное напряжение возрастает, а электрическая прочность снижается.

Электрическим пробоем диэлектрика называют скачкообразное увеличение электропроводности материала при воздействии высокого напряжения, вплоть до образования электропроводящего плазменного канала. Явление электрического пробоя в газах или жидкостях часто называют «электрическим разрядом», что говорит о разряде емкости через этот канал.

Механизмы развития разряда в газообразных, жидких и твёрдых диэлектриках различны

При электрическом пробое большого газового промежутка последовательно развиваются следующие явления:

I. Появление свободного электрона в газовом промежутке (случайного, из металлического электрода, в результате фотоионизации молекулы газа и т.п.)

II. Разгон свободного электрона электрическим полем до энергии, достаточной для того, чтобы при соударении с нейтральным атомом ионизировать последний (ударная ионизация).

III. Развитие электронной лавины как следствие множественных актов ударной ионизации.

IV. Рост стримера – проводящего плазменного канала, формирующегося из положительных ионов, оставшихся после прохождения лавины, и отрицательных зарядов, втягиваемых в положительную плазму.

V. Преобразование стримера в лидер за счет термоионизации, вызываемой прохождением емкостного тока по стримеру.

VI. Главный разряд происходит при замыкании каналом разряда разрядного промежутка.

При малых промежутках процесс пробоя может завершиться на стадиях III (лавинный пробой) и IV (стримерный пробой, искра).

Электрическая прочность газов зависит:

А) от давления. (При увеличении давления уменьшаются расстояния между молекулами. Разгоняющемуся электрону необходимо на более коротком пути разгона (называемого длиной свободного пробега) получить ту же энергию, достаточную для ионизации атома. Эта энергия определяется в первую очередь конечной (в момент соударения) скоростью электрона. Большего ускорения электрон может достичь за счет увеличения действующей на него силы – напряженности электрического поля. Экспериментальная зависимость пробивного напряжения газового промежутка от произведения давления «р» на величину промежутка «h» называется законом Пашẻна. Минимальное значение пробивного напряжения для воздуха при ph=0,7Па×м составляет примерно 330 В. Левее указанного значения ph электрическая прочность возрастает из-за малой вероятности столкновения электронов с молекулами газа.); кривая Пашена представлена на рис. 6.1

Рис 6.1.Кривая Пашẻна для лавинного пробоя воздушного промежутка

При р·h ~ 10 Па·м и более можно пользоваться следующей приближенной формулой для расчета пробивного напряжения

(6.2.)

где параметры a₀ и b₀ зависят от сорта газа:

Здесь предполагается давление p₀ =101,3 кПа, температура T₀ = 293 К.

При изменении температуры и давления предыдущая формула слегка модифицируется

, где (6.3.)

Б) От сродства молекулы газа к электрону, электроотрицательности газа. (Сродство к электрону – это способность некоторых нейтральных атомов и молекул присоединять добавочные электроны, превращаясь в отрицательные ионы. В электроотрицательных газах, состоящих из атомов с высоким сродством к электрону, требуется бǒльшая энергия разгона электронов полем для образования электронной лавины).

Электрическая прочность жидкого диэлектрика не связана непосредственно с химическим строением жидкостей. Из-за близкого расположения молекул в жидком диэлектрике не реализуется механизм ударной ионизации.

На значение электрической прочности влияет в первую очередь количество газа в жидкости, состояние и площадь поверхности электродов

Электрический пробой жидкого диэлектрика начинается, как правило, с пробоя микроскопических газовых пузырьков. Из-за низкой диэлектрической проницаемости газа напряженность в пузырьке выше, чем в жидкости. А электрическая прочность газа – ниже.

Частичные разряды в пузырьках приводят к росту последних, что в итоге завершается пробоем жидкого диэлектрика.

Электрическая прочность жидкого диэлектрика повышается при:

- очистке от твердых проводящих микрочастиц (сажа, уголь и т.п.);

- сушке жидкости (удалении воды);

- дегазации жидкости (вакууммировании);

- повышении давления - Р.

Для учета давления Р и площади электродов S используется обобщение эмпирических зависимостей в виде формулы Мартина.

(6.4.)

где постоянная M зависит от сорта жидкости и имеет размерность МВ/см. В этом выражении длительность импульса τ следует подставлять в микросекундах, давление в атм., а площадь электродов S - в см². Постоянная М составляет 0,7 МВ/см для гексана и трансформаторного масла, 0,6 МВ/см для глицерина, 0,5 МВ/см для этилового спирта, 0,6 МВ/см для воды (в случае пробоя с катода) и 0,3 МВ/см (в случае пробоя с анода).

Механизмы пробоя твердых диэлектриков зависят от времени воздействия напряжения (с момента подачи до пробоя), определяющим физические процессы, происходящие при этом воздействии. Различают:

- электрический пробой (время воздействия – доли секунды);

- тепловой пробой (время воздействия от секунд до часов);

- пробой под действием частичных разрядов (время воздействия от нескольких часов до года и более).

При электрическом пробое твёрдого диэлектрика под действием приложенного напряжения разрываются химические связи, и вещество перерабатывается в плазму. Электрическая прочность твердого диэлектрика пропорциональна энергии химических связей.

Причиной теплового пробоя является разогрев диэлектрика, чаще всего за счет диэлектрических потерь, когда мощность потерь превышает мощность, отводимую от диэлектрика.

При повышении температуры увеличиваются электропроводность (за счет увеличения числа носителей) и угол диэлектрических потерь, что приводит к дополнительному росту энерговыделения, и снижению электрической прочности.

Частичным разрядом, ЧР называют разряд, проходящий в какой-либо ограниченной области изоляционного промежутка, и не замыкающий весь промежуток. Одним из примеров частичного разряда является коронный разряд в газах в неравномерном электрическом поле, когда стримером пробивается лишь область вблизи электрода с напряженностью поля выше электрической прочности газа (например, у провода высоковольтной линии электропередачи). В твердых телах ЧР – это локальный многолавинный разряд в газовой поре диэлектрика.

Для возникновения частичного разряда в твердом диэлектрике необходимы два условия:

- наличие воздушного включения, напряженность поля в котором выше, чем в самом диэлектрике;

- напряжение, приложенное к диэлектрику, должно быть достаточным для того, чтобы напряженность поля в воздушном включении превысила пробивную.

При переменном поле, приложенном к диэлектрику, частичные разряды возникают на каждом полупериоде при достижении напряжением пробивного значения. Длительные периодические ЧР химически разрушают диэлектрик, увеличивают диэлектрические потери, что в конечном итоге приводит к пробою диэлектрика.

Для определения напряжённости поля, изоляции коаксиального кабеля можно использовать выражение:

(6.5.)

где r – расстояние от оси кабеля до точки в изоляции, r₂ - радиус внешнего электрода, r₁ – радиус внутреннего электрода.

6.2. Пример выполнения 6-го задания

1. Задании 6-61.

При испытаниях изоляции провода его погружают в воду и подают на жилу напряжение. Найти напряжение, при котором должен был бы произойти электрический пробой изоляции из хлорированного полиэтилена, если изоляция толщиной 1 мм не имеет дефектов, а сечение жилы - 6 мм².

2.Определение величин, необходимых для выполнения задания.

При испытании кабеля в воде электрическое поле, воздействующее на изоляцию, имеет радиально-цилиндрическую конфигурацию. Пробой изоляции начнёт развиваться, если в изоляции на границе с жилой напряжённость электрического поля превысит электрическую прочность хлорированного полиэтилена. Напряжённость поля определяется по выражению:

.

Расстояние от оси кабеля до поверхности жилы r = r₁ = √S/π; до внешнего электрода (воды) r₂ = √S/π + 1мм. Для выполнения задания (вычисления напряжения U) необходимо знать электрическую прочность хлорированного полиэтилена.

Электрической прочностью, E_пр называется средняя напряженность электрического поля, при которой происходит электрический пробой диэлектрика.

3. Описание материалов.

Хлорированный полиэтилен относится к органическим синтетическим карбоцепным полимерам группы полиолефинов /1, стр. 103-107/. Полиолефины, это полимеры, образующиеся при полимеризации олефинов. Полиэтилен получается в результате полимеризации этилена при высоком, среднем или низком давлениях. Хлорированный полиэтилен (ХПЭ) – это полиэтилен, модифицированный хлором. Введение хлора в макромолекулу полиэтилена приводит к снижению кристалличности, изменению температур размягчения, стеклования и др. Так при содержании 16-25% хлора ХПЭ – это термопласт, характеризующийся высоким относительным удлинением (до 1700%) и хорошей холодостойкостью. ХПЭ с 26-48% хлора – эластомер. ХПЭ с 49-60% хлора – кожеподобный продукт, а при дальнейшем увеличении содержания хлора – стеклообразный продукт.

Свойства полиэтилена высокой плотности, хлорированного в растворе (25% хлора):

Применяют ХПЭ эластомеры для изоляции проводов и кабелей.

4.Решение.

Радиус провода r = √S/π = √6/π =1,38мм; D=2,38мм; Е_пр =30 МВ/м.

5.Вывод.

Пробивное напряжение провода в изоляции из хлорированного полиэтилена превышает 22 кВ.

6. Использованная литература:

1. Справочник по электротехническим материалам: В 3 т. Т.1/ Под ред. Ю.В.Корицкого и др. - 3-е изд., перераб. – М.: Энергоатомиздат, 1986. - 368 с.: ил.

Тексты заданий

Задание 6-01. Воздух при атмосферном давлении находится между двумя плоскопараллельными электродами, расстояние между которыми - 1 см. Какое нужно установить давление воздуха, чтобы пробивное напряжение при расстоянии между электродами 1 мм осталось как и в прежнем случае ? Какова в этих условиях электрическая прочность воздуха ?

Задание 6-02. Изоляционный промежуток заполнен азотом при атмосферном давлении. При заполнении какими газами пробивное напряжение этого промежутка изменится в 2 раза в большую и меньшую стороны ?

Задание 6-03. Изоляционный промежуток длиной 1 см заполнен воздухом при температуре 20^о С и нормальном атмосферном давлении. Как следует изменить температуру в этом промежутке не изменяя давления, чтобы пробивное напряжение стало таким же, как и в случае заполнения промежутка чистым кислородом при нормальных условиях ?

Задание 6-04. Расстояние между электродами, создающими равномерное поле, увеличено с 0,5 мм до 1 мм. Как следует изменить давление по отношению к начальному нормальному, чтобы значение пробивного напряжения воздуха осталось прежним ?

Задание 6-05. Провод диаметром 1 см проходит внутри стальной трубы диаметром 1 м, заполненной элегазом при давлении 1 МПа. При каком напряжении на проводе появится коронный разряд, если температура элегаза 20^о С ?

Задание 6-06. Шар диаметром 25 см устанавливается вначале на расстоянии 50 см, а затем - 2 м от плоскости. В каком случае явление короны будет предшествовать пробою, какова электрическая прочность промежутка в том и другом случаях ?

Задание 6-07. Площадь поверхности электродов - 1000 см², расстояние между ними - 10 см, заполнено элегазом при давлении 0,2 МПа. Определить пробивное напряжение промежутка. Как оно изменится, если площадь поверхности электродов сделать равной 10 см² и почему ?

Задание 6-08. Между электродами с площадью 100 см² находится воздух при давлении 1 МПа. Расстояние между электродами - 20 см. Определите расстояние между электродами с площадью 1000 см² при заполнении промежутка элегазом при давлении 0,3 МПа и частоте 50 Гц при условии равенства пробивных напряжений.

Задание 6-09. На сколько нужно увеличить давление азота по сравнению с нормальным в промежутке 0,01 м с однородным полем при нормальной температуре, чтобы пробивное напряжение промежутка повысилось также, как и при добавлении к азоту 10 % элегаза ?

Задание 6-10. На каком расстоянии друг от друга нужно приложить электроды к поверхности парафина, чтобы напряжение перекрытия между ними при частоте 50 Гц числено равнялось напряжению пробоя воздушного промежутка длиной 1 см ?

Задание 6-11. Токопровод элегазового распредустройства закреплен в трубе с помощью изоляторов из фторопласта. Расстояние между фланцами изолятора - 20 мм. Давление в труде - 0,2 МПа. Во сколько раз напряжение перекрытия изоляторов при частоте 50 Гц будет ниже напряжения пробоя элегаза в том же промежутке ?

Задание 6-12. Токопровод элегазового распредустройства закреплен в трубе изоляторами, расстояние между фланцами которых 20 мм. Давление элегаза - 0,15 МПа. Как изменится поверхностная электрическая прочность промежутка при частоте 50 Гц, если заменить материал изоляторов с фторопласта на эпоксидный компаунд ?

Задание 6-13. Для защиты от увлажнения высоковольтное устройство помещено в бакелитовую трубку, расстояние между фланцами которой - 10 см. Как изменится напряжение перекрытия при замене бакелита на фарфор ?

Задание 6-14. При испытаниях воздушного промежутка “стержень - плоскость” длиной 25 см увеличили частоту переменного напряжения с 50 Гц до 100 кГц. С какого до какого значений изменились электрические прочности промежутка ?

Задание 6-15. Во сколько раз изменится пробивное напряжение воздушного промежутка с неоднородным полем длиной 0,9 м при частоте 50 Гц, при изменении температуры воздуха с - 30^о С до + 30^о С, если влажность при положительной температуре составила 10 г/м³ ?

Задание 6-16. Как изменится электрическая прочность воздушного промежутка с сильно неоднородным полем на переменном напряжении частотой 50 Гц при изменении длины промежутка с 40 см до 5 м ?

Задание 6-17. Отсыревшее масло в промежутке 2 см между горизонтальными электродами имеет электрическую прочность при частоте 50 Гц равную прочности при испытаниях в стандартном разряднике, где зафиксировано пробивное напряжение - 50 кВ. Как изменится пробивное напряжение промежутка, если у нижнего электрода появится отстой воды толщиной 1 мм, имеющей прочность выше 10 кВ/см ?

Задание 6-18. Пространство 2 см между горизонтальными плоскими электродами заполнено наполовину первым сортом совтола - 10 и наполовину - трансформаторным маслом адсорбционной очистки. Определить, при каком переменном (50 Гц) напряжении произойдет разряд, если считать, что электрическая прочность масла равна его электрической прочности при стандартных испытаниях.

Задание 6-19. Плоский электрод покрыт слоем полиметилсилоксановой жидкости ПМС - 60 толщиной 1 см. К поверхности жидкости приближается из воздуха другой плоский электрод, параллельный первому; разность потенциалов между электродами поддерживается на уровне 200 кВ. Полагая поле равномерным, условия нормальными и электрическую прочность жидкости равной найденной при стандартных испытаниях, найти, при каком расстоянии между электродами произойдет пробой промежутка.

Задание 6-20. Между плоскими электродами находится слой полиэтилена ПЭВД толщиной 1 мм. Из-за неровностей между полиэтиленом и электродом имеется воздушный зазор толщиной 0,05 мм. Полагая поле равномерным, определить напряжение на электродах (при частоте 1 МГц) при которых:

- возникают частичные разряды в воздушных зазорах;

- происходит электрический пробой промежутка.

Задание 6-21. Между плоскими электродами находится стержень стеклопластика толщиной 10 мм с волокнами, ориентированными поперек поля. Из-за технологических ошибок между волокнами стеклопластика имеются воздушные поры. Частичные разряды появились при напряжении 50 кВ. Полагая пору в виде вытянутого в направлении поля образования, определить её размер.

Задание 6-22. Определить напряжение, прикладываемое к пластинке из эпоксидного компаунда горячего отвердения типа Д - 61 толщиной 1 мм, которое при равномерном поле пластинка выдержит без пробоя при 20^о С и пробьется при 120^о С.

Задание 6-23. Две асбоцементные доски толщиной 1 см склеены эпоксидным клеем К - 153 с толщиной клеевой прослойки 1 мм, и к ним приложено напряжение 35 кВ перпендикулярно плоскости склейки. Возникнут ли частичные разряды в клеевом слое при переменном напряжении 50 Гц и температуре 20^о С; 150^о С ?

Задание 6-24. Между двумя слоями сухой лакоткани ЛХММ - 105 толщиной 0,2 мм имеется воздушная прослойка толщиной 0,01 мм. Определить отношение напряжения возникновения частичных разрядов в воздушной прослойке к среднему пробивному напряжению при отсутствии дефектов и нормальной температуре.

Задание 6-25. Во сколько раз нужно изменить толщину изоляции из гетинакса высшей категории качества (тип 113) при сохранении пробивного напряжения, если ориентация слоев бумаги относительно поля изменится на 90^о ?

Задание 6-26. Между плоскими электродами находится слой полиэтилена ПЭНД толщиной 1 мм. Из-за неровностей между полиэтиленом и электродами имеется воздушный зазор. Частичные разряды появились при напряжении 36,4 кВ. Полагая пору плоской и ориентированной поперек поля, определить её размер.

Задание 6-27. Электроды вакуумного промежутка выполнены из вольфрама, расстояние между ними - 1 мм. Поле равномерное. Каким электроотрицательным газом можно заполнить промежуток при давлении 1 МПа, чтобы электрическая прочность промежутка осталась той же, что и при вакууме ?

Задание 6-28. Кабель 10 кВ имеет бумажно-масляную изоляцию из бумаги типа МКОН по ГОСТ 1908-82, толщина которой - 30 мкм. Какое минимальное число слоёв бумаги выдержит номинальное фазное напряжение кабеля ?

Задание 6-29. Расстояние между электродами 1 мм. Поле равномерное. Сколько и какой толщины листов асбестовой бумаги типа БЭ следует уложить в этот промежуток, чтобы максимально увеличить его пробивное напряжение ?

Задание 6-30. Фольгированный стеклотекстолит марки ФДМ - 2 толщиной 1 мм покрывает токоведущую часть электроустановки. Фольга стеклотекстолита заземлена. Какие напряжения можно допустить на токоведущей части при высшей и первой категориях качества материала по условию пробоя.

Задание 6-31. Водород при давлении 760 мм ртутного столба находится между плоскопараллельными электродами, находящимися на расстоянии друг от друга 0,8 см. Какое нужно установить давление, чтобы пробивное напряжение осталось прежним при изменении расстояния до 1 мм ? Какова в этих условиях электрическая прочность водорода ?

Задание 6-32. Изоляционный промежуток заполнен азотом при атмосферном давлении. При замене газа в этом промежутке его пробивное напряжение уменьшилось примерно в 4 раза. На какой газ был заменен азот ? Какому примерно давлению азота соответствует это новое пробивное напряжение а однородном поле ?

Задание 6-33. Изоляционный промежуток длиной 5 мм заполнен воздухом при температуре 20^о С и нормальном атмосферном давлении. Как следует изменить температуру в этом промежутке, не изменяя давления, чтобы пробивное напряжение стало таким же, как и в случае заполнения промежутка чистым азотом.

Задание 6-34. Промежуток между электродами с равномерным полем, заполненный элегазом, при нормальном давлении уменьшили с 0,5 до 0,3 м. Как следует изменить давление, чтобы пробивное напряжение промежутка осталось прежним ?

Задание 6-35. Токопровод диаметром 3 см проходит внутри стальной трубы диаметром 1 м, заполненной элегазом при давлении 760 мм ртутного столба. При каком напряжении на токопроводе появится коронный разряд, если температура газа 20^о С ?

Задание 6-36. Шар диаметром 50 см устанавливается в начале на расстоянии 1 м, а затем - 3 м от плоскости. В каком случае явление короны будет предшествовать пробою ? Какова электрическая прочность промежутка в том и другом случаях ?

Задание 6-37. Площадь поверхности электродов - 10 см², расстояние между ними - 20 см, промежуток заполнен элегазом при давлении 0,3 МПа. Определить пробивное напряжение промежутка. Как оно изменится, если площадь электродов сделать равной 1000 см² и почему ?

Задание 6-38. Между электродами с площадью 100 см² находится воздух при давлении 2,5 МПа; расстояние между электродами - 10 см. Определить расстояние между электродами с площадью 10 см² при заполнении промежутка элегазом при давлении 0,3 МПа при условии равенства пробивных напряжений в обоих случаях.

Задание 6-39. На сколько нужно увеличить давление азота по сравнению с нормальным в промежутке 0,2 м с однородным полем при нормальной температуре, чтобы пробивное напряжение промежутка повысилось также, как и при добавлении к азоту 20 % элегаза ?

Задание 6-40. На каком расстоянии друг от друга нужно приложить электроды к поверхности фарфора при плоском контакте, чтобы напряжение перекрытия между ними числено стало равным напряжению пробоя воздушного зазора длиной 1 см.

Задание 6-41. Токопровод элегазового распредустройства закреплён в трубе с помощью изоляторов из фторопласта, расстояние между фланцами которых - 20 мм. Каким должно быть давление в трубе, чтобы напряжение перекрытия соответствовало напряжению пробоя элегаза при давлении 0,18 МПа (частота - 50 Гц) ? Найти значение электрической прочности в этих случаях.

Задание 6-42. Изоляторы в трубе элегазового распредустройства, имеющие расстояния между фланцами 20 мм, заменены с эпоксидных на фторопластовые. С какого значения на какое следует изменить давление элегаза, чтобы напряжение перекрытия этих изоляторов осталось на уровне 250 кВ переменного тока частотой 50 Гц ?

Задание 6-43. Для защиты от увлажнения высоковольтное устройство помещено в фарфоровую трубку, расстояние между фланцами которой - 15 см. Как следует изменить это расстояние в устройстве с бакелитовой оболочкой, чтобы напряжение перекрытия осталось прежним ? Какие значения будет иметь при этом поверхностная электрическая прочность ?

Задание 6-44. При частоте 40 кГц пробивное напряжение “стержень - плоскость” составило 100 кВ. Как следует изменить расстояние между стержнем и плоскостью, чтобы пробивное напряжение при частоте 50 Гц осталось прежним ? Определить значение электрической прочности в обоих случаях.

Задание 6-45. Во сколько раз изменится пробивное напряжение частотой 50 Гц воздушного промежутка с неоднородным полем длиной 0,8 м при изменении температуры с 5^о С до 30^о С и влажности воздуха с 3 до 15 г/м³ ?

Задание 6-46. Как изменится электрическая прочность воздушного промежутка с сильно неоднородным полем на переменном напряжении частотой 50 Гц при изменении длины промежутка с 9 м до 20 см ?

Задание 6-47. Отсыревшее масло с пробивным напряжением в стандартном разряднике 60 кВ заполняет пространство между горизонтальными плоскими электродами, расстояние между которыми равно 3 см. Полагая, что электрическая прочность масла не изменяется, найти, как изменится пробивное напряжение промежутка в случае появления отстоя воды толщиной 0,5 мм, электрическая прочность которой выше 10 кВ/см.

Задание 6-48. Как нужно изменить зазор в стандартном разряднике для испытаний жидких диэлектриков, чтобы пробивное напряжение совтола - 10 первого сорта соответствовало стандартному пробивному напряжению трансформаторного масла Т - 750 ?

Задание 6-49. Плоский электрод покрыт слоем полиметилсилоксановой жидкости ФМ - 1322 толщиной 0,5 см. К поверхности жидкости приближается из воздуха другой плоский электрод параллельный первому, разница потенциалов между электродами составляет 100 кВ. Полагая поле равномерным, условия - нормальными и электрическую прочность жидкости равную найденной при стандартных испытаниях, найти, при каком расстоянии между электродами произойдет пробой промежутка.

Задание 6-50. Между плоскими электродами находится пластина из полипропилена толщиной 1 мм. Из-за неровностей между этой пластиной и электродами имеется воздушный зазор толщиной 0,01 мм. Полагая поле равномерным, определить напряжения на электродах частотой 1 Мгц, при которых:

- произойдёт электрический пробой пластинки;

- возникнут частичные разряды в воздушных зазорах.

Задание 6-51. При испытаниях изоляции провода его погружают в воду и подают напряжение на жилу. Найти напряжение, при котором должен был бы произойти электрический пробой изоляции из полипропилена, если толщина изоляции - 1 мм, дефекты отсутствуют, а сечение жилы - 10 мм².

Задание 6-52. Определить напряжение, выдерживаемое эпоксидной плёнкой толщиной 0,3 мм из компаунда ЭП - 49Д при 20^о С, и не выдерживаемое при 150^о С.

Задание 6-53. К асбоцементной доске толщиной 1 см плотно приклеены (без воздушных включений) с помощью эпоксидного клея К - 153 плоские электроды. Толщина клеевых слоев - 0,5 мм. Возникнут ли частичные разряды в клеевых слоях при напряжении на электродах 18 кВ и температурах 20^о С и 150^о С?

Задание 6-54. Между двумя слоями лакоткани ЛХММ - 105 толщиной 0,24 мм имеется воздушная прослойка толщиной 0,02 мм. Температура воздуха - 20^о С, влажность - 95 %. Определить отношение среднего пробивного напряжения этой системы к напряжению возникновения частичных разрядов в воздушной прослойке.

Задание 6-55. Во сколько раз нужно изменить толщину изоляции из текстолита 241 первой категории качества при сохранении пробивного напряжения, если ориентация слоёв ткани относительно поля изменяется на 90^о ? (Электрическая прочность выбирается по результатам испытаний, где расстояние между осями электродов диаметром 5 мм составляло - 25 мм).

Задание 6-56. Трёхфазный токопровод заполнен элегазом при давлении 0,24 МПа с влажностью, соответствующей точке росы + 9,5^о С. Шины к корпусу крепятся эпоксидными изоляторами длиной 10 мм, а эпоксидные распорки между шинами имеют длину 20 мм. На корпус или между шинами произойдет перекрытие по поверхности изолятора, если поднимать напряжение ?

Задание 6-57. Расстояние между электродами - 1 мм. Поле однородно. Промежуток заполнен элегазом при давлении 0,33 МПа. Из какого материала должны быть выполнены электроды, чтобы при создании вакуума между ними электрическая прочность промежутка не изменилась ?

Задание 6-58. Кабель имеет бумажно-маслянную изоляцию из бумаги типа КОН по ГОСТ 1908-82, толщина бумаги - 10 мкм. Каково номинальное напряжение кабеля, если число слоёв бумаги более 10 ?

Задание 6-59. Между электродами положена асбестовая электро-изоляционная бумага типа БЭ – 1 толщиной 0,5 мм. Изменится ли пробивное напряжение этого промежутка при изъятии бумаги, если считать поле равномерным ?

Задание 6-60. Токоведущая часть имеет напряжение по отношению к земле - 20 кВ. От земли эта токоведущая часть изолирована фольгированным стеклотекстолитом марки ФДМЭ - 1, имеющим толщину 1 мм. Фольга заземлена. Какой категории качества должен быть текстолит ?

Ответы

6-01. 10 атм, 31 кВ/мм6-03. 5 К6-05. 2,3 МВ 6-08.35 см6-09.на 44 кПа 6-10.1,5 см 6-11.от 1,25 раз до 1,35 раз6-12.уменьшится в полтора раза 6-13.уменьшится в 1,14 раз, или на 10 кВ 6-14.со 125 кВ до 52 кВ6-15.уменьшится в 1,12 раз6-17. уменьшится с 400 кВ/см до 380 кВ/см 6-18.430 кВ 6-19.7,3 см 6-20.6.9 кВ – ч.р., 45-55 кВ - пробой 10 мкм 6.21. 1 мм 6-22. от 27 кВ до 52 кВ 6-23.не возникнут при комнатной температуре, возникнут при 150 ^о С 6-25.в 10-20 раз 6.26. 10 мкм 6-27.элегазом6-28.10 слоев 6-29.5 листов по 0,2 мм6-30.до 35 кВ и до 15 кВ 6-31. 8 10⁵ Па, 20 кВ/мм 6-32. гелий 6-34.повысить в 1,7 раз 6-35.460 кВ 6-36.800 кВ 6-37.4,2 МВ, уменьшится до 2,9 МВ 6-38.23 см6-39. увеличить в 1,75 раз6-40. 2,5 см 6-41. от 0,25 до 0,3 МПа, 225 кВ/см 6-42.уменьшить с 0,35-0,4 МПа до 0,1-0,12 МПа 6-43. уменьшить до 12 см, 8 кВ/см 6-44.уменьшить с 52 см до 16 см 6-45.увеличится на 5%6-46.увеличится с 220 кВ/см до 625 кВ/см 6-47.уменьшится с 729 кВ до 708 кВ 6-48.увеличить до 3,75 мм6-49.3,6 см6-50. 30-35 кВ; 18,4 кВ 6-51.от 23,8 кВ до 27,8 кВ 6-52.от 10,85 кВ до 16,5 кВ 6-55 от 5,6 раз до 8,4 раз 6.56. между шинами6-58.6 кВ6-59.уменьшится 6-60. высшей 6-61.35,9 кВ