1tom268

10. TECHNIKA WYSOKICH NAPIĘĆ 538

Wzrost wytrzymałości przy czasach krótszych niż r,cr jest związany z nienadążeniem rozwoju wyładowań za wzrostem napięcia, a przy czasacn dłuższych — z nienadążeniem dopływu ładunku do rozwijającego się wyładowania i utrudnionym jego przejściem od strimera do lidera. Przeskok przy udarach łączeniowych występuje na czole lub na szczycie udaru, a opóźnić się może tylko wówczas, gdy czas trwania czoła 7j jest zdecydowanie krótszy niż czas krytyczny.

Rys. 10.32. Zależność napięcia przeskoku U_pi0 od odstępu a przy różnych napięciach i biegunowościach: a) układ ostrze-płaszczyzna uziemiona; b) układ ostrzc-ostrze uziemione

Na rysunku 10.32 przedstawiono wykresy zależności napięcia przeskoku U_pS„ od odstępu elektrod a przy różnych napięciach i biegunowościach. Stosunek wytrzymałości udarowej U_p50 dowolnego układu izolacyjnego do jego wytrzymałości statycznej (/„Jest nazywany współczynnikiem udarowym

kud =    (10.62)

^lr>

Gdy T_l « Tjcr, to k_ud > 1; gdy Ti « T_lc„ to k„_d < 1, a gdy T, » T_la, to k_ud = 1. Podobnie jak wytrzymałość statyczna, wytrzymałość udarowa może zależeć od warunków atmosferycznych. Zależność tę ujmuje wzór (10.43).

10.2.1.5. Wytrzymałość układów gazowo-ciśnieniowych

Utrudniony rozwój wyładowania oraz wzrost wytrzymałości gazu zarówno przy bardzo niskich, jak i wysokich ciśnieniach są powodem stosowania układów próżniowych i ciśnieniowych.

Próżnia, w której gaz resztkowy nic wpływa praktycznie na zmniejszenie wytrzymałości, wymaga ograniczenia ciśnienia do wartości ok. 10"³ hPa. Już nieznaczny wzrost ciśnienia może znacznie obniżyć napięcie przeskoku, które ma charakter statystyczny i ulega znacznym rozrzutom. Jego poziom jest związany ze specyfiką mechanizmu wyładowania (tabl. 10.8) i zależy od materiału, geometrii i stanu powierzchni elektrod oraz od rodzaju napięcia i właściwości komory. Orientacyjne dane ilościowe przedstawiono na rys. 10.33.

Układ napełniony gazem zachowuje się w zasadzie zgodnie z prawem Paschena. Najczęściej wykorzystywanymi gazami są: sześciofluorek siarki SF₆, azot N₂, mieszanina N₂ + SF₆ i powietrze. Inne gazy izolacyjne (szlachetne, 11 uorowęglowe, chforowęglowe) mają albo specjalne zastosowanie albo nie są stosowane ze względu na koszty, właściwości toksyczne lub małą stabilność chemiczną.

Sześciofluorek siarki SF₆, jako gaz elektroujemny, ma już przy ciśnieniu atmosferycznym wytrzymałość ok. 3-krotnie większą niż powietrze (rys. 10.34). Nawet niewielka

Rys. 10.33. Orientacyjna wytrzymałość próżni (p = 10 ⁴ hPa): a) w układzie ostrze-płyta: a-l — napięcie stałe, ostrze dodatnie, nikiel; a-2 napięcie stałe, ostrze ujemne nikiel; a-3 — napięcie przemienne, sial; a-4 napięcie udarowe 60/2500, biegunowość ujemna, stal; b) w układzie płaskim: b-1 — napięcie stale, nikiel; b-2 napięcie stale, stal; h-3 — napięcie przemienne, stal; b-4 — napięcie udarowe 60/2500, stal; b-5 -- napięcie udarowe 1,2/50

Rys. 10.34. Zależność natężenia krytycznego £_pcr od wymiarów układu /. SF₆: a) płaskiego; b) kulowego i walcowego

Rys. 10.35. Zależność wartości krytycznej współczynnika Rys. 10.36. Zależność U_p i U₀ od ciśnienia gazu przy niejednostajności pola /?„ (wg definicji na rysunku) od napięciu stałym obu biegunowości ciśnienia SF₆