Img00209

213

Kształt elektrod silnie wpływa na wielkość natężenia lokalnego pola elektrycznego w dielektryku. Skrajnymi przypadkami są: układ z elektrodami płaskimi - między nimi pole elektryczne jest równomierne i układ z elektrodami ostrzowymi o silnie nierównomiernym polu między nimi. W pobliżu ostrzy występuje lokalnie bardzo silne pole elektryczne, przewyższające wytrzymałość elektryczną dielektryka. Dochodzi do lokalnych wyładowań niezupełnych, niszczących izolację, nawet przy stosunkowo niewielkich napięciach między elektrodami ostrzowymi. Wyładowania niezupełne inicjują iskrowe lub łukowe wyładowania między elektrodami. Wytrzymałość elektryczna ostrzowego układu elektrod jest znacznie niższa niż układu płaskiego.

Rys. 4.24-1. Różne rodzaje przebiegów napięcia: a) prąd stały; b) prąd przemienny; c) napięcie udarowe

Nasycenie wilgocią izolacji, a nawet tylko zawilgocenie jej powierzchni, silnie obniża wytrzymałość elektryczną. Wzrost temperatury prowadzi do pogorszenia własności izolacyjnych dielektryków i zmniejszenia ich wytrzymałości elektrycznej. Zależność napięcia przebicia od grubości dielektryka nie jest w pełni liniowa — dla mniejszych grubości izolacji wytrzymałość elektryczna jest wyższa.

W urządzeniach elektrycznych materiały izolacyjne mogą być narażone na działanie różnego rodzaju napięć, jak np.: napięcia stałego, napięcia sinusoidalnie zmiennego (o częstotliwości przemysłowej 50 Hz), napięcia udarowego (np. w wyładowaniu piorunowym) — por. rys. 4.24-1. Największą wartość wytrzymałości elektrycznej wykazuje izolacja wobec napięcia udarowego, najniższą wobec napięcia stałego. Efekt ten można wytłumaczyć tym, że rozwój procesu przebicia dielektryka wymaga odpowiedniego czasu, tak więc im krótszy czas działania napięcia tym większa wytrzymałość elektryczna.

Trwałość materiałów izolacyjnych

4.25. W większości materiałów izolacyjnych ciekłych i stałych zachodzą z czasem powolne, nieodwracalne zmiany chemiczne, pogarszające ich własności dielektryczne. Są one wynikiem reakcji utleniania lub rozkładu, silnie zależnych od temperatury. Zjawisko to nazywa się starzeniem cieplnym izolacji. Przebiega ono tym szybciej, im wyższa jest temperatura pracy izoDcl*.