16. Статистическое распределение разрядныхнапряжений

Электрические разряды в газовой среде являются случайными процессами, т. к. на их возникновение и развитие оказывают влия- ние многочисленные факторы. Поэтому математическая обработка результатов эксперимента должна производиться методами матема- тической статистики и теории вероятности.

Основными характеристиками случайного процесса являются:

1. Среднее значение разрядногонапряжения

_ рk

_U

U_р , (1.24)

n

гдеU_рk– значение разрядного напряжения приk-м пробое, кВ;

k1, 2, ...n, гдеn– количество пробоев.

2. Среднеквадратичное отклонение, или стандартраспределения:

 . (1.25)

3. Функция (закон) распределения или дифференциальная кри- вая распределения (рис.1.17)

_{1 } U_рU_р_



U exp

2_

^k . (1.26)





2 ^ 2^{2 }

Дифференциальная кривая распределения показывает вероят-

ностьP_kтого, что пробой произойдет именно при напряженииU_рk.

Стандарт распределенияи кривая распределения

U

дают

возможность определить уровень испытательных напряжений.

U_р– соответствует 76%-й вероятности разряда;U_р2– 95 %;

U_р3

– 99,6 %.

4. Интегральная кривая распределения (рис.1.18)

U

^Umax

_UdU1. (1.27)

^Umin

Интегральная кривая показывает вероятность того, что в данном опыте разрядное напряжение окажется меньше или равноU.

Рис. 1.17. Законраспределения Рис. 1.18. Интегральнаякривая

распределения

17. Разряды в воздухе вдольповерхности твердойизоляции

Вэлектрическом оборудовании всегдаимеет место сочетаниетвер- дых, жидких игазообразных диэлектриков.Поэтомувозможно воз-никновение разрядногопроцесса вдоль поверхности разделаэтихди-электриков.Этотразрядный процесс называетсяповерхностным.

Поверхностные разряды могут перекрывать изоляционныепро-межуткиипри большой мощности источникапитания носитьдуго-войхарактер. Дуговойразрядможетпривести кразрушению поверх- ности. Поэтомуприразработке изоляционной конструкции необхо-димоисключить возможность развития поверхностного разряда.

Разрядное напряжение на поверхности изоляции зависит от рода напряжения и формы электрического поля. В зависимости от кон- струкции изоляции диэлектрик может находиться в однородном поле, когда силовые линии параллельны поверхности диэлектрика (рис. 1.19,а), или в неоднородном поле, когда силовые линии име- ют преобладающую тангенциальную (рис. 1.19,б) или нормальную составляющую (рис. 1.19,в).

Рис. 1.19. Примеры расположения диэлектрика в электрическом поле

18. Поверхностный разряд в однородномполе

Напряжение перекрытия по поверхности изолятора даже в одно- родном поле в 1,5–2 раза ниже разрядного напряжения в воздушном промежутке. Это объясняется конденсацией влаги на поверхности диэлектрика, наличием микротрещин между диэлектриком и флан- цем и микронеровностей на поверхности изоляции.

Поверхностьдиэлектрикавовлажномвоздухепокрыта тонким слоемвлаги.Вода обладает ионной проводимостью,а так как ионы

перемещаютсясмалой скоростью,то в первуюочередьна электродыуходятионы изприлегающихк нимслоев.Врезультатеэтого иска- жается(усиливается)поле востальнойчасти промежутка (рис. 1.20).Полестановится неоднороднымиразрядноенапряжениеснижается.

Рис. 1.20. Распределение напряжения по поверхности изоляции

Снижение разрядного напряжения при увлажнении поверхности сильнее влияет на смачиваемые (гидрофильные) диэлектрики. На несмачиваемых (гидрофобных) диэлектриках влияние увлажнения сказывается меньше, т. к. влага оседает в виде отдельных капель.

Разрядные напряжения имеют разброс, т. к. в процессе разряда имеет место подсушивание изоляции. При 100%-й влажности воз- духа разброс уменьшится из-за образования сплошной пленки.

Наличие зазоров(трещин)междуэлектродамиитвердым диэлек-триком приводит ктому, чтополе в этихзазорах имеетбольшее зна- ченииE,т.к.воздухав 4–5 разменьшетвердогодиэлектрика.Врезультатеэтого взазорах происходит интенсивнаяионизация.

Для увеличения разрядных напряжений по поверхности приме- няют:

1. гидрофобные материалы ипокрытия;

2. качественные скрепляющиематериалы;

3. увеличение длиныповерхности;

4. выравнивание электрическогополя.