Elektromos bontás - stadopedia
A szilárd dielektrikumok elektromos lebomlását igen gyors fejlődés jellemzi: legfeljebb 10 -7 -10 -8 másodpercig tart. Ez a fajta bontás nem köszönhető, hogy a termikus energia felszabadulással, bár az elektromos villamos átütési szilárdsága kissé függ a hőmérséklettől, és mellékelve van hozzá a kezdeti szakaszban a pusztulás a dielektromos egy nagyon keskeny csatornán (34. ábra).
34. ábra. Az elektromos porcelán villamos szilárdságának függése a hőmérséklettől: A - elektromos bontás régiója; B a hőbontás területe.
Az elektromos lebontás természeténél fogva egy tisztán elektronikus folyamat, amikor egy elektronikus diakondícionálást létrehozó néhány eredeti elektronból álló elektronikus lavina jön létre. A lavinák kifejlődését fotoionizáció kísérte (mint a gázokban), ami felgyorsítja a vezetőcsatorna kialakulását. A mező által felgyorsított elektronok az elemi részecskék (molekulák, ionok) energiaigényét továbbítják a rácshelyeken az ütközések során, és felmelegítik az olvadásig. Jelentős nyomás alakul ki a kisülési csatornában, ami repedések megjelenéséhez vagy a dielektrikum teljes pusztulásához vezethet.
Pusztán elektromos meghibásodás következik be, amikor kizárják az elektromos vezetőképesség és az anyagi fűtés okozta dielektromos veszteségeket, és a gáz befogadásának ionizációja is hiányzik.
A szilárd dielektrikumok lebomlási mechanizmusát befolyásolja az anyag szerkezetének homogenitása. Nem homogének közé tartoznak a porózus szerkezetű dielektrikumok, azaz gázt tartalmaz. A homogén dielektrikák esetében homogén és inhomogén elektromos mezőben észlelhető különbség figyelhető meg a leállási feszültség értékei között (35.
35. ábra. A homogén bomlási feszültség függése
dielektromos (műszaki üveg) a vastagságtól: 1 - homogén elektromos mező, 2 - nem egységes elektromos mező.
Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a homogén mezőt a dielektromos letörés fellép a leggyengébb pontja a dielektromos (például, a helyett a meglévő szerkezet hiba), és nem egyenletes elektromos tér - a pontján maximális térerősség.
Az inhomogén dielektrikumok bomlási feszültsége egy külső homogén és inhomogén elektromos térben alacsony, és kis mértékben különbözik egymástól (36. Rendszerint egy homogén elektromos mezőben a dielektrikum elektromos ereje nagyobb, mint egy inhomogén. Sematikus inhomogén dielektromos szilárdság nem egyenletes elektromos mező lehet homogénebb, mint ha a helyszínen a maximális villamos térerősség lesz a legkisebb számú gáz zárványok.
Fig.36. Az inhomogén dielektromos (elektromos porcelán) bontási feszültségének függvénye a vastagon:
1 - homogén elektromos mező; 2 - egyenetlen elektromos.
A homogén dielektrikumok esetében az elektromos szilárdság gyakorlatilag független a vastagságától: jelentéktelen csökkenése nagy vastagságnál csak szerkezeti hibák jelenlétében figyelhető meg. Inhomogén dielektrikumok heterogenitás szerkezetet együtt növekszik a minta vastagsága (számának növelése gázzárványok) és a csökkent dielektromos szilárdság, mind a homogén és nem egyenletes elektromos mező.
A vékony filmeknek lényegesen nagyobb elektromos szilárdságuk lehet, mint a masszív minták. Ez a tulajdonság az anyagok elektromos erősítése. Használata lehetővé teszi a mikroelektronikai elemek és készülékek filmszigetelésének megbízhatóságának növelését, mivel a vékony filmek (100 kV / mm) működési térerősségi értékei közel állnak az ömlesztett minták lebontásához.
A leállási feszültség az elektródák területétől is függ: minél nagyobb az elektródák területe, annál kisebb a leállási feszültség. Ez annak köszönhető, hogy az elektromágneses térbe bejutó gátak száma növekszik az inhomogén dielektrikában, homogén dielektrikában pedig a térben megjelenő szerkezeti hibák valószínűsége nő.
Egy szilárd dielektrikum dielektromos szilárdsága esetén a dielektrikum felszínén - a minta átfedése - lebomlódhat, pl. felszíni meghibásodás. Ebben az esetben a szilárd dielektromos áttörés mintája körül elhelyezkedő levegő vagy folyadék és a szilárd dielektromos felület sérült. A szilárd dielektrikum felületén vezetőképes pályák (pályák) kialakulásával járó károkat nyomon követésnek hívják. A felületi lebomlás feszültsége a dielektrikum tulajdonságaitól, a minta alakjától és az elektródoktól függ, a környező közeg lebomlásának szabályosságaitól függően.
Minden villamos berendezés megbízható működéséhez az elektromos szigetelés üzemi feszültsége kisebb, mint a leállási feszültség (Urab Az elektromos szilárdság biztonsági tényezője: Az Upr értéke függ a feszültség alkalmazási idejétől: a rövid idejű impulzusok esetén a lebontás az Upr. mint amikor hosszú vagy tartósan alkalmazott váltakozó feszültségnek van kitéve. Az elektromos szigetelést az élettartam jellemzi. Ha egy nagy intenzitású elektromos tér egy hosszú ideig dielektrikussá válik, visszafordíthatatlan folyamatokhoz vezet, aminek következtében az Upr csökken. azaz A szigetelés elektromos elöregedése megtörténik. Az Upr dependencia függvényének feszültsége az elektromos szigetelés élettartamát (37.
Ábra37. Szigetelési élettartam
A legtöbb dielektrikában elektromos meghibásodás figyelhető meg rövid távú (impulzusos) feszültség alatt.