3.4.1 Пробивное напряжение и электрическая прочность

Минимальное напряжение Unp, приложенное к диэлектрику, и приводящее к образованию в нем проводящего канала, называется пробивным напряжением. В зависимости от того замыкает канал или нет оба электрода пробой может быть полным, неполным или частичным. У твердых диэлектриков возможен также поверхностный пробой, после которого повреждается поверхность, образуя так называемый трекинг, науглероженный след на органических диэлектриках. Отношение импульсного пробивного напряжения к его статическому больше единицы и называется коэффициентом импульса. Зависимость пробивного напряжения от 'времени приложения напряжения называют кривой жизни электрической изоляции. Снижение Unp от времени происходит из-за электрического старения изоляции — необратимых процессов под действием тепла и электрического поля. Электрической прочностью называют напряженность электрического поля при пробое изоляции в однородном электрическом поле Enp=Unp/h, где Епр, В/м, U—пробивное напряжение, В, h— толщина диэлектрика, м. Кроме В/м электрическую прочность часто выражают в В/м или кВ/мм. Соотношение между этими единицами такое: 10 В/м=1МВ/м=1 кВ/мм.

Электрический пробой — разрушение диэлектрика, обусловленное ударной ионизацией электронами или разрывом связей между атомами, ионами или молекулами. Епр при электрическом пробое зависит главным образом от внутреннего строения диэлектрика и практически не зависит от температуры, частоты приложенного напряжения, геометрических размеров образца, вплоть до толщин 10^-4-10^-5 см. По сравнению с воздухом, у которого Епр~3 МВ/м, наибольших значений при электрическом пробое достигает Епр у твердых диэлектриков— 10²-10³МВ/м, в то время как у тщательно очищенных жидких диэлектриков составляет примерно 10²МВ/м