Выше рассматривались явления пробоя газа при отсутствии в нем твердых диэлектриков. На практике же часто встречаются случаи пробоя газа на границе с твердым диэлектриком. Примером этого является поверхностное перекрытие (искрой) фарфорового изолятора (рис. 90). Оно представляет собой пробой слоя воздуха у поверхности твердого диэлектрика. Во всех случаях пробоя воздуха на границе с твердым диэлектриком величина пробивного напряжения меньше,по сравнению с пробивным напряжением для такого же расстояния в газе при отсутствии твердого диэлектрика. Кривые на (рис 91) показывают зависимость пробивного напряжения воздуха без твердого диэлектрика и в присутствии твердых диэлектриков.
В этом опыте твердые диэлектрики представляли собой сплошные цилиндры, которые своими торцовыми поверхностями плотно соприкасались с поверхностью дисковых электродов, расположенных в воздухе (рис. 92 ).
Понижение пробивного напряжения газа при наличии в нем твердого диэлектрика вызывается искажением однородного электрического поля зарядами на поверхности твердого диэлектрика, которое обусловлено различием диэлектрической проницаемости твердого диэлектрика и окружающего его воздуха.
Рис. 90.Электрический разряд по поверхности штыревого фарфорового изолятора.
Рис.91. Зависимость пробивного напряжения воздуха от расстояния между электродами В присутствии твердого диэлектрика(переменное напряжение 50 Гц) 1-пробой воздуха без твердого диэлектрика 2-пробой воздуха в присутствии парафина 3- пробой воздуха в присутствии фарфора 4-пробой воздуха в присутствии фибры (диаметр образцов твердых диэлектриков 50 мм)
Следует заметить, что электрическая прочность любого из газов меньше электрической прочности жидких и твердых диэлектриков. Поэтому расстояния между голыми металлическими частями, находящимися под высоким напряжением в воздухе, всегда выбираются несколько большими по сравнению с расстояниями в жидкой или твердой изоляции.
Рис. 92. Расположение твердого диэлектрика в слое воздуха между металлическими дисковыми электродами: — образец твердого диэлектрика в виде сплошного цилиндра,2 — металлические электроды — латунные диски.