Минимальное напряжение, вызывающее электрический пробой, называют пробивным напряжением.

От пробоя, сопровождающегося сквозным разрядом, следует отличать поверхностный пробой, при котором разряд не проникает в глубь материала, а распространяется по поверхности.

Стойкость материала к действию высокого напряжения характеризуют значением электрической прочности Епр, под которой понимают минимальную напряженность однородного электрического поля, приводящего к пробою.

Для однородного поля:

Eпр = Uпр / l.

Где Uпр - пробивное напряжение, В, t -толщина материала., м.

 

Получение однородного поля требует применения электродов специальной формы, на практике применяют электроды более простых форм: в виде дисков с закругленными краями, сферические и т.п. Поле получается неоднородным, что приводит к уменьшению пробивного напряжения, поэтому вводят поправочный коэффициент a > 1 :

Епр = a Uпр /l.

Значение этого коэффициента должно указываться в стандарте на материал. При использовании листовых образцов однородное поле получается только в средней части образца между электродами, у краев поле искажается. Для устранения краевого и поверхностного пробоев образец с электродами помещают в трансформаторное масло.

Электрическая прочность, определенная в результате испытаний, не является физической характеристикой материала, так как зависит от ряда факторов (температура, влажность, форма электродов и т.п.). Поэтому полученные результаты служат лишь для контроля качества и сравнения материалов между собой.

Образцы материалов должны иметь размеры, значительно превышающие размеры электродов, чтобы предотвратить возникновение поверхностного пробоя. Для слоистых материалов Епр определяется как в направлении вдоль слоев, так и в перпендикулярном поверхности.

Электроды могут применяться массивные металлические (сталь, медь, латунь), пленочные или графитовые. Во всех случаях необходимо обеспечить хороший контакт электрода с испытуемым образцом. Рабочие поверхности металлических электродов должны быть гладкими (параметр шероховатости Ra <=0.2 мкм).

Дляопределения Епр вдоль слоев твердогоматериала

Для получения поля, близкого к однородному, диаметр нижнего электрода должен не менее чем в 3 раза превышать диаметр верхнего электрода. Больший из электродов соединяется с заземленным выводом обмотки высоковольтного тр-ра.

Определение Епр жидких диэлектриков производят в специальных ячейках, представляющих собой сосуд, в стенку которого вмонтированы полусферические электроды.

Измерение при 50 Гц с помощью испытательных установок:

Измерение Uпр производится также и при постоянном напряжении. В этом случае используют схемы с выпрямлением, с умножителями напряжения.

Измеряют Uпр и при импульсном напряжении. Различают грозовые импульсы и коммутационные импульсы. Коммутационные импульсы могут быть как апериодическими, так и колебательные.

В качестве источников импульсов используются специальные генераторы импульсных напряжений (ГИН).

 

Проведение испытаний.

В основном используют две технологии: испытания производят при плавном или ступенчатом повышении напряжения. В обоих случаях первоначально определяют Uпр при плавном повышении напряжении. Скорость должна быть такой, чтобы пробой происходил через 10 - 20 с после начала подъема.

Если испытания производят при ступенчатом повышении напряжения, то вначале устанавливается 40% от Uпр. После этого напряжение поднимают ступенями по 10%, выдерживая на каждой ступени напряжение в течении 20 с.

Материалы можно разделить на два вида - восстанавливающие свой свойства после пробоя, и не восстанавливающие. В любом случае число пробоев должно быть не менее 5. При испытании жидкостей недопустимо нахождение пузырьков в пространстве между электродами.