تخلیه سطحی تخلیه خزنده استقامت الکتریکی هوا یونیزاسیون ضربه

تخلیه سطحی

مقصود از تخلیه سطحی، تخلیه‌ای است که بر روی سطح عایق جامد یا مایع صورت گیرد. در حقیقت، اینسطح فصل مشترک دو نوع عایق جامد و گاز، جامد و میع و یا مایع و گاز است. استقامت الکتریکی این فصلمشترک معمولاً کمتر از استقامت الکتریکی هر یک از دو عایق است. برای روشن شدن مطلب، آزمایش زیر راانجام می‌دهیم:

 

آزمایش

دو الکترود صفحه‌ای را به فاصله معین d از یکدیگر در هوا قرار می‌دهیم و ولتاژ بین دو صفحه را بالامی‌بریم تا شکست ایجاد شود. ولتاژ شکست را یادداشت می‌کنیم و U1 می‌نامیم. در مرحله بعد، مطابق شکلزیر یک عایق جامد مانند شیشه یا چینی یا فیبر استخوانی را بین دو صفحه قرار می‌دهیم و آزمایش را تکرارمی‌کنیم. ولتاژ شکست را U2 می‌نامیم. ولتاژ U2 کمتر از ولتاژ U1 است و تخلیه بر روی سطح عایق جامدیعنی فصل مشترک عایق‌های جامد و گاز انجام می‌شود، در صورتی که استقامت الکتریکی ماده عایق جامد(شیشه، چینی، فیبر استخوانی) بیشتر از استقامت الکتریکی هوا در شرایط عادی است.

 

مهمترین دلیل این مطلب، آلودگی در سطح عایق جامد است. این آلودگی خواهی نخواهی بر روی فصل مشترکوجود دارد و باعث افزایش قابلیت هدایت الکتریکی در این سطح می‌گردد. این آلودگی ناخواسته البته یکنواختنیست و در نتیجه تقسیم ولتاژ بر روی سطح عایق جامد نیز یکنواخت نخواهد بود. پس در قسمتی از این سطح(قسمت تمیز) شدت میدان الکتریکی بزرگ می‌شود و در قسمت دیگر (قسمت آلوده) شدت میدان کوچکمی‌گردد. شدت میدان بزرگ باعث شکست می‌شود و شرایط شکست در تمام طول را فراهم می‌کند. با شکستعایق در یک قسمت، کل ولتاژ در قسمت دیگر افت می‌کند و شدت میدان در آن قسمت بالا می‌رود.

 

دلایل دیگر شکست بر روی فصل مشترک، ناهمواری این سطح و افزایش شدت میدان الکتریکی درفرورفتگی‌هاست. دلیل دیگر لبه‌های نشست عایق جامد بر روی الکترودهاست. در این لبه‌ها، به دلیل اینکهضریب دی الکتریکی عایق جامد بزرگتر از ضریب دی الکتریکی گاز است، شدت میدان الکتریکی بالا می‌رود و

باعث شروع تخلیه می‌گردد. دلیل دیگر این است که عایق به صورت کامل بر روی الکترود نمی‌نشیند و در اینمحل نیز شدت میدان به نسبت ضرایب دی الکتریکی دو عایق بالا می‌رود. این نکات در شکل زیر نشان دادهشده است.