Прочность газовых промежутков при различных формах электродов

От формы электрического поля зависит электрическая прочность и пробивное напряжение газового промежутка. Формы электрических полей подразделяются на однородные, слабонеоднородные и резконеоднородные. Типичным примером однородного поля является поле между двумя плоскопараллельными электродами или электродами Роговского. Слабонеоднородное поле реализуется в системе электродов шар — шар при расстоянии S между электродами меньше диаметра D шара (S < D), резконеоднородное поле — при электродах стержень — плоскость или стержень — стержень. Степень неоднородности электрического поля между электродами характеризуется коэффициентом неоднородности К_н, который равен отношению максимальной напряженности электрического поля Е_тах к средней напряженности Е между электродами.

(1.1)

Максимальная напряженность зависит от приложенного к электродам напряжения, конфигурации, размеров электродов и расстояния между ними. Например, для коаксиальных цилиндров (кабель) максимальная напряженность определяется как

(1.2)

а средняя напряженность

(1.3)

где U — приложенное напряжение, кВ; r — внешний радиус внутреннего цилиндра (жила кабеля), м; R — внутренний радиус наружного цилиндра (оплетка кабеля), м.

Подставив (1.2) и (1.3) в (1.1) получим

(1.4)

т. е. К_Н зависит от геометрических размеров электродов. Для однородного поля коэффициент неоднородности K_н=1, для слабонеоднородного — K_н<3, для резконеоднородного — K_н > 3.

Кроме этого, различают симметричную и несимметричную систему электродов. Симметричная форма — электроды имеют одинаковую форму и размеры и отсутствует заземление какого-либо из них. Несимметричная форма — электроды имеют отличающуюся конфигурацию. Пробивные напряжения в несимметричной системе электродов ниже, чем в симметричной.