Тепловой пробой в канале высокой проводимости

В предыдущем параграфе при изучении теплового пробоя предполагалось, что диэлектрик в плоском или цилиндрическом конденсаторе однороден в отношении диэлектрических потерь. Это справедливо для здоровой изоляции. Но если изоляция дефектная, то возможно образование каналов с высокой активной проводимостью (рис. 4.6). В таком канале выделяющееся тепло будет создавать тепловой поток, направление которого показано стрелками на рис. 4.6.

Рис. 4.6 – Схема для расчета теплового пробоя диэлектрика с каналом высокой проводимости.

Рис. 4.7 – Зависимость мощности, выделяемой в канале (кривые А)и рассеиваемой в толще диэлектрика (прямая В), от разности температур.

С ростом разности температур активная проводимость канала растет по показательному закону формула (4.1). Соответственно растет также и мощность P = U²g, выделяемая в канале. С другой стороны, мощность теплового потока от канала растет пропорционально . Указанные зависимости показаны на рис. 4.7; пересечение кривых в точке 1 определяет устойчивое тепловое равновесие. При значении приложенного напряжения возникает тепловая нестабильность, температура канала неограниченно растет и происходит пробой диэлектрика. Времена пробоя могут быть очень малы.

Подобный вид теплового пробоя может возникать и на постоянном напряжении; в этом случае выделяющаяся в канале мощность определяется только его ионной проводимостью.

Обнаружение развивающихся каналов высокой проводимости и тем самым предотвращение теплового пробоя данной формы является одной из задач испытания изоляции.