СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ИМПУЛЬСНОГО ПРОБИВНОГО Советский патент 1973 года по МПК H01B3/20 

I

Известно несколько апособов повышения пробивного Напряжения изоляционных промежутков в жид кости.

Основдыми из. лих являются:

1. Применение в комбинации с жидкой изоляцией твердых диэлектриков в эиде локры тий .на электродах (метод изолирования и метод покрытия:). При малой толщиие твердого диэлектрика способ основал на уменьшении отрицательного влияния примесей в жидкости на пробой промежутка, так как слой твердого диэлектрика пренятствует образованию мостика из лримесей между электродами, по которому облегчен пробой. При .большой толш,ине твердой изоляции на электродах к указанноиму эффекту добавляется увеличение пробивного напряжения вследствие .высокой элактричеокой прочности твердой изоляции, принимающей на себя значительную часть разности потенциалов между электродами.

2. Установка в межэлектродном зазоре с неоднородным полем диэлектрических барьеров. Пробивное напряжение увеличивается вследствие вы.равииваяия поля объемными зарядами, оседающими на ба.рьере, действием барьера как механической преграды образованию мостиков из примесей и развитию электроннофотонных процессов за барьером.

,3. Увеличение степени однородности поля вьгбором соответствующей фор.мы электродов.

Однако первый способ эффективен лищь при длительном приложении напряжения (ностояйное, переменное и высокочастотное) и не применим в импульсных устройствах, второй - на импульсном дапрял ении, также дает незначигельный положительный эффект и срок службы барьеров очен|Ь мал. Кроме того, установка барьера в малых промежутках и в промежутках со сложной конфигурацией электродов не всегда возможна .по конструктивным соображениям. Третий способ полностью может быть .реализован лишь в редких случаях. В большинстве высоковольтных конструкций электроды создают неоднородное

поле.

Для повышения импульсного пробивного напряжения изоляциовных промежутков в жидкости с неоднородным полем в изолирующую жидкость вводится тонкий .порошок проводящего материала, (например графита), что обеспечивает выравнивание электричеако го поля.

При .кратковременном приложении на.пряжения взвешенные проводящие частицы не

успевают пере.меститься на участки с повышенной напряженностью поля (эффект Кена) и сориентироваться по силовым линиям поля, т. е. мостики не образуются. Каждая частица создает с электродами емкости, по которым и

распределяются потенциалы.

Кроме того, благодаря развигию поляризационных процессов iB. жидкости вокруг взвешеияых частиц возникают локальнъш поля. При жонцен.трациях выше некоторой Крити-ческой происходит взаимодействие ло,кальных полей, приводящее IK уменьшению (Неоднородности .макрополя. Аналогичный эффект вызывает распределение нол1Я но емкостям, образованным жаждой частицей с обоими электродами и системой остальиъгх частиц. Уменьшение неоднородности макросколичеокого поля, приводящее к повышению пробивного напряжения, зависит от длительности и формы импульса напряжения, длины промежутка и конфигурации электрического поля в нем, колцентрации, размеров и электрических характеристик взвешенных частиц, а также от диэлектрических свойств жидкости.

При введении дисперсной фазы в жидкость необходимо выполнить |Следующие условия:

1. Концентрация частиц не должна (Превышать |ВелИчИ(Ну, при которой вследствие тепловой коагуляции происходит агрегирование примесей, приводящее к образованию мостиков, способных перемкнуть электроды за время, соизмеримое с рабочим циклом установки. Время быстрой тепловой коагуляции может быть рассчитано по формуле:

i 3fi-WOprd/4kTcp,

где г| и рт - коэффициент вязкости и плотность жидкости, соответственно;

рт, d и с - плотность, диаметр и весовая концентрация твердых взвешенных частиц, соответственно;

k- постоя(ниая Больцмана; Т - температура жидкости по

Кельвину.

2. Диаметр частиц должен быть: а) не больше величины, -при которой время оседания накоагулированных частиц в цокояшейся жидкости или жидкости в потоке (дЛ(Я устройств с пракачкой жидкости) соизмеримо с рабочим циклом устройства, в котором используется жидкостная изоляция (это время может быть нодсчитаио по известным простейшим фор.мулам); б) должен быть не менее чем на два порядка меньше межэлектродного промежутка, в который они вводятся.

Предмет изобретения

Способ повышения импульсного оробивиого напряжения изоляционных промежут1кав в электротехнических устройствах с жидким диэлектриком путем выравнивания электрического (ПОЛЯ, отличающийся тем, что, в жидкий диэлектрик вводят диспертироваиный проводящий материал с частицами, размеры которых не превышают сотой части величины межэлектродного промежутка, кон(цан1трац«я меньше коицентра(Ции агрегирования вследствие тепловой коагуляции и время оседания которых значительно превышает длительность рабочего цикла устройства.