Разряды при кратковременном воздействии напряжения

На практике на изоляцию воздействуют также напряжения чрезвычайно малой длительности – так называемые импульсные (молния и т. п.).

U0 – напряжение самостоятельного разряда.

До точки l, когда U<U0, разряд начаться не может (рисунок 7). В точке l разряд ещё не начинается, т. к. для его начала нужно, чтобы в промежутке был хотя бы один эффективный электрон.

Процесс образования свободных электронов носит статистический характер, поэтому время для появления первого эффективного электрона t - время статистического запаздывания.

Разряд начинается в точке 2 и заканчивается в точке 3 через некоторое время t_ф, в течение которого происходит формирование разряда.

Полное время разряда , причём , называют временем запаздывания разряда.

Рисунок 7 - Составляющие времени разряда

Среднее статистическое время запаздывания зависит от характера поля, материала катода, величины приложенного напряжения и интенсивности внешнего ионизатора.

Зависимость U=f(t) называют вольт-секундной характеристикой искрового промежутка. По стандарту МЭК

, .

Вольт-секундные характеристики промежутков

Упрощенное построение вольт-секундных характеристик может быть выполнено, исходя из формулы Горева-Машкиллейсона

.

Постоянные А, Т определяются экспериментально. Характеристики U=f(t) имеют большое значение для координации изоляции (рисунок 8).

Рисунок 8 - Определение длины фронта и длины волны стандартного импульса

Например: для защиты изоляции электрического оборудования от волн перенапряжений включают разрядник или искровой промежуток.

Характеристика U/t/ (1) своими точками должна быть расположена ниже U/t защищаемой изоляции (2) (рисунок 9). Если U/t/ будет пересекаться (3), то при некоторых амплитудах волны изоляция будет повреждена.

Построение U/t/ характеристик получать экспериментально трудоемко, поэтому вместо них пользуются двумя характерными величинами:

а) 50% разрядное напряжение – амплитуда такой импульсной волны, при многократном воздействии которой разряд наступает в 50 % случаев приложения напряжения;

б) отношение 50% разрядного напряжения к амплитуде разрядного напряжения при длительном воздействии (50 Гц) называют коэффициентом импульса.

Рисунок 9 - Вольт-секундная характеристика промежутков

.

Для однородных полей b»1, неоднородных b>1.