Wyładowania ślizgowe: mechanizm rozwoju i środki zapobiegawcze.

[materiały od Marcina Ostrowskiego- skany z książki z TWN plik wyladowania_slizgowe.rar]

Wyładowania ślizgowe występują w układach typu przepustowego. Izolator przepustowy jest to walec izolacyjny, zamocowany w zewnętrznym kołnierzu, zwykle uziemionym, zawierającym wewnątrz szynę przewodzącą.

Warstwa izolacji narażona jest na przebicie po stosunkowo krótkiej drodze skrośnej XW . W otaczającym dielektryku może powstać wyładowanie powierzchniowe na dłuższej drodze XYZ. Wyładowania powierzchniowe przy napięciach przemiennych i udarowych zależą w takich układach od wytrzymałości dielektryka otaczającego i od przenikalności dielektrycznej obu materiałów.

Niejednostajność rozkładu napięciowego (zwiększona działaniem ostrzowym krawędzi elektrody 1 oraz pojemnością) powoduje znaczne naprężenia w dielektryku otaczającym na powierzchni granicznej XZ. Powstają wtedy wyładowania niezupełne o intensywności większej niż zwykły ulot, rozwijają się one od elektrody mniejszej 1.

Jeżeli napięcie przemienne podnosi się łagodnie, to po przekroczeniu napięcia początkowego wyładowań zauważa się najpierw na krawędzi elektrody 1 wyładowania świetlące, podobne do wyładowań z ostrzy w powietrzu. Przy dalszym wzroście napięcia smuga świetlna rozszerza się, a następnie wyładowania zaczynają skupiać się w kanały. Kanały mają skłonność do trzymania się powierzchni dielektryka stałego. Wyraźniejsze kanały nazywa się iskrami ślizgowymi. Poruszają się one z głośnym trzaskiem. W miarę wzrostu napięcia iskry wydłużają się szybko i po pewnym czasie dochodzą do przeciwnej elektrody 2. Dopiero wtedy mamy do czynienia z zupełnym przeskokiem iskrowym.
Duże znaczenia ma prąd wyładowania ślizgowe, płynący w iskrze i zamykający się przez pojemności skrośne. Większe pojemności dają większe prądy w kanale, skąd może wynikać silniejsze wzmocnienie pola elektrycznego przed czołem iskry i większa łatwość rozwoju wyładowania. Duże pojemności skrośne pozwalają na przeskok iskrowy przy znacznie mniejszych naprężeniach elektrycznych średnich wzdłuż powierzchni niż w układzie powietrznym bez uwarstwienia

Środki zapobiegawcze:

1. zwiększenie grubości dielektryka stałego

2. zastosowanie lub dodanie dielektryka o mniejszej przenikalności dielektrycznej

3. zastosowanie żebra lub klosza

4. zastosowanie kieszeni metalizowanej

5. sterowanie pojemnościowe (kondensatorowe)

6. zastosowanie warstwy przewodzącej

Środki a oraz b mają na celu zmniejszenie pojemności jednostkowej c, przy czym pierwszy prowadzi do konstrukcji stosunkowo ciężkich. Sposób c polega na pogrubieni dielektryka stałego na niewielkim odcinku, przez wprowadzanie żeber lub kloszów. Żebro zatrzymuje wyładowania powierzchniowe, ale nie usuwa ich całkowicie. Kiedy iskra ślizgowa dochodzi do żebra, jej dalszy rozwój jest utrudniony, ponieważ wskutek zgrubienia dielektryka pojemności jednostkowe c zmniejszają się, a natężenie pola elektryczne ma tylko słabą składową w kierunku stycznym do powierzchni żebra. Żebro jest najbardziej skuteczne w bliskim sąsiedztwie elektrody krótszej.

Sposób d jest udoskonaloną modyfikacją zasady c. Przykład: na izolator porcelanowy dzielimy na warstwy pomiędzy którymi są okładziny metalowe-tworzymy wtedy poprzez kolejne warstwy kolejne pojemności.