Пробой диэлектриков

Пробоем диэлектрика называют явление, при котором диэлектрик теряет свои электроизолирующие свойства.

В ходе повышения приложенного к изоляции напряжения напряженность электрического поля в диэлектрике превышает некоторое критическое значение, сквозной ток, протекающий через диэлектрик, резко возрастает до , а сопротивление диэлектрика уменьшается до такого значения, что происходит короткое замыкание электродов.

Значение напряжения в момент пробоя U_np называют пробивным напряжением, напряженность электрического поля Е_пр — электрической прочностью.

В зависимости от свойств изоляции и мощности источника электрической энергии, с помощью которого подается напряжение на образец, после пробоя в изоляции могут наблюдаться следующие изменения. В месте пробоя возникает искра, а при большой мощности источника — даже электрическая дуга, под действием которой происходят оплавление, обгорание, растрескивание и тому подобные изменения диэлектрика и электродов. В пробитом твердом диэлектрике в месте пробоя можно обнаружить пробитое, проплавленное, прожженное отверстие — след пробоя. Если к такому образцу твердой изоляции напряжение приложить повторно, то пробой происходит, как правило, при значительно меньших U, чем U_np, первого пробоя. При пробое газообразных и жидких диэлектриков после снятия U пробитый промежуток восстанавливает первоначальные значения U_np, так как атомы и молекулы газа и жидкости мгновенно диффундируют в объем, который занимали разрушенные в процессе пробоя частицы.

Экспериментально определяемая величина Е_пр зависит от толщины образца диэлектрика, формы и площади электродов, скорости подъема и времени воздействия приложенного напряжения. Значение Е_пр при постоянном токе может сильно отличаться от Е_пр при переменном токе или от Е_пр диэлектрика при воздействии импульсных напряжении. На Е_пр, влияют и другие факторы. Поэтому определение электрической прочности проводится стандартными методами. Только при этом возможны сравнение диэлектриков между собой и контроль их качества.