Рис. 4.9. Функция поведения найря-жеиия пробоя промежутка шар - плоскость при предельной чистоте обработки поверхности шара (радиус шара г=75 см; длина промежутка d=50 см)

/ - шероховатая поверхность; 2 - полированная поверхность

0,90

0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30

0,20

0,10 0,05

0,01

0,001.

напряжения, например, в малом объеме вблизи микровыступа начальный электрон может образоваться лишь с малой вероятностью.

При переменном напряжении на микровыступах возникают частичные разряды и описываюш.ая эти явления функция распределения напряжения пробоя может быть аппроксимирована нормальным распределением (в особенности при конструктивных выступах или при большом числе выступов; коэффициент

вариации у0,10) или распределением Вейбулла {205]. Если на выступе при низком напряжении возникают стримерные разряды, а при высоком - тлеющий разряд, то напряжение пробоя описывается суммарным смешанным распределением (рис. 4.П). В промежутках с нарушенным слабонеоднородным полем в воздухе предварительные опыты для определения параметров эксперимента являются необходимыми.

В настоящее время интенсивно изучаются многоэлектродные системы с целью исследования межконтактных промежутков, а также линейной изоляции. В таких промежутках распределение напряженности электрического поля зависит от геометрии и потенциала электродов, и результаты экспериментов трудно систематизировать. При этом необходимы предварительные эксперименты; указания имеются, например, в работах [227, 229, 230].

4.2.4. Изоляторы. Поверхностное пробивное напряжение изоляторов из неорганических изолирующих материалов существенно зависит от состояния поверхности раздела твердое вещество - воздух [216].

В сухом состоянии электродов поверхностное пробивное напряжение соответствует сильнонеоднородному полю; влияние размеров тела изолятора также является пренебрежимо малым. (В сильнонеоднородном поле влияние слоя воздуха

0,01

1000 то 1200 1300 то кВ

Рнс. 4.10. Воспроизводимость вероятности пробоя прн импульсах атмосферных перенапряжений (штриховая линия - шар (г=75 см) с выступом-острием (/=0,35 см) - плоскость; d=l м; сплошная линия - функция поведения при отсутствии острия на шаре)

между электродом и телом изолятора может быть идентичным воздействию дефекта в однородной системе - см. п. 4.2.3.)

В увлажненном состоянии электродов поверхностное пробивное напряжение понижено, поскольку разряд развивается частично в слое воды. Поверхностное пробивное напряжение понижается почти до 0,85 сухоразрядного переменного напряжения и до 0,90 сухоразрядного импульсного напряжения [231, 232]. И для сухих и для увлажненных изоляторов равным об-)азом пригодна аппроксимация нормальным распределением 231, 232 и др.]. Коэффициент вариации различается для обоих случаев лишь незначительно и может быть взят нз табл. 4.4 и 4.5.

В загрязненном состоянии (пробой по увлажненной загрязненной поверхности) имеет место значительное снижение поверхностного пробивного напряжения, поскольку приводящие к пробою разряды (частичные разряды) возникают на поверхности, обладающей электролитической проводимостью [216].

0,95 0,90

0,80 0,70 0,60-0,50 0,40 0,30 0,20

0,10 0,05

При увеличении проводимости слоя загрязнения поверхностное пробивное напряжение уменьшается. Измерения этого напряжения при перенапряжениях обладают высокой стоимостью, и поэтому преобладают опыты с неизменным напряжением (см. п. 2.2.1). На результаты эксперимента может оказать заметное влияние мощность источника напряжения; по этой причине требуют, чтобы при наличии слоя загрязнения напряжение понижалось не более чем на 5 % по сравнению с напряжением холостого хода испытательной установки [234]. Естественные слои загрязнения чрезвычайно многообразны и практически невоспроизводимы. Используемые в лабораториях искусственные загрязнения воспроизводятся лишь в определенных пределах, так что уже по этой причине результаты эксперимента обладают существенным разбросом. Поскольку из-за высокой стоимости объемы выборок часто являются весьма малыми, функция поведения поверхностного пробивного напряжения аппроксимируется главным образом нормальным распределением. О планировании и выполнении весьма сложных экспериментов можно прочесть в литературных источниках [234-240]. На основании данных о времени пробоя твердой изоляции (см. § 4.5) в работе [241] время до