Toate gazele înainte de expunerea la tensiunea electrică este întotdeauna o anumită cantitate de particule încărcate electric - electroni și ioni, care sunt în mișcare de căldură dezordonat. Acest gaz poate fi particule încărcate și particule solide și lichide încărcat - impuritățile, de exemplu, în aer.
Formarea de particule încărcate electric în dielectricilor gazoși numite ionizare gaz surse de alimentare externă (ionizatoare externe). spațiu și de razele solare, emisiile radioactive etc. Pământ.
De ionizatoare de gaze externe de ionizare este că ei raportează parte atomi de energie a gazului. Astfel, electronii de valență obține energie suplimentară și sunt separați de atomii lor sunt transformate în particule încărcate pozitiv - ioni pozitivi.
Rezultante electronii liberi se pot menține în mod continuu independența mișcării gazului (de exemplu, hidrogen, azot), sau după un anumit timp se conectează electric atomi neutri și molecule de gaz, transformarea lor în ioni negativi.
Apariția particulelor încărcate electric din gazul poate fi de asemenea cauzată de eliberarea de electroni de pe suprafețele de electrozi metalici atunci când sunt încălzite sau expuse la energie radiantă. Din mișcarea dezordonată de căldură, unele încărcate opus (electroni) și încărcați pozitiv (ioni) al particulelor este reunit cu altele și forme electric atomi neutri și molecule ale gazului. Acest proces este numit recombinare sau restaurare.
Dacă între electrozii metalici (discuri, bile) să încheie o anumită cantitate de gaz, atunci când se aplică la electrozi o tensiune electrică la particulele încărcate din gazul va acționa forțe electrice - intensitatea câmpului electric.
Sub influența acestor forțe electronii și ionii vor trebui să se deplaseze de la un electrod la altul, creând un curent electric în gaz.
Curentul din gazul va fi mai mare decât diferitele particule încărcate mai dielectrice formate în ea pe unitatea de timp și o mai mare rata de ei devin sub influența forțelor de câmp electric.
Este clar că, odată cu creșterea tensiunii aplicate unui anumit volum de gaz, forțe electrice care acționează asupra electroni și ioni, crește. Viteza particulelor încărcate, și, prin urmare, curentul în gazului crește.
Modificarea valorii curentului în funcție de tensiunea aplicată la volumul de gaz este exprimată grafic ca o curbă numită caracteristica curent-tensiune.
Caracteristica curent-tensiune pentru un gaz dielectric
Caracteristica curent-tensiune arată că în zona câmpului electric slab atunci când forțele electrice care acționează asupra particulelor încărcate sunt relativ mici (regiunea I din grafic), curentul gazului crește proporțional cu tensiunea aplicată. În acest domeniu, schimbarea actuală este în conformitate cu legea lui Ohm.
Odată cu creșterea în continuare a tensiunii (regiunea II) proporționalitatea între curent și tensiune este încălcat. În această regiune, curentul de conducere este independentă de tensiune. Există o acumulare de particule de gaz de energie încărcată - electroni și ioni.
Cu creștere suplimentară a tensiunii (regiunea III) viteza particulelor încărcate crește dramatic, rezultând coliziuni frecvente ele apar cu particule de gaz neutre. Cand aceste ciocniri elastice ale electronilor și ionilor transferă o parte din energia stocată a particulelor de gaz neutre. Ca rezultat, electronii sunt separați de atomii lor. Aceasta produce o noi particule încărcate electric: electroni liberi și ioni.
Deoarece zboară particule încărcate ciocnesc cu atomii și moleculele de gaz este adesea formarea de noi particule este încărcat electric foarte intens. Acest proces este numit un impact de gaz de ionizare.
In regiunea de impact ionizare (regiunea III în figură) în curentul crește rapid de gaz, la cea mai mică creștere a tensiunii. Procesul de ionizare de impact în dielectricilor gazoși însoțite de o scădere bruscă a rezistivității volumului de gaz și o creștere a pierderii tangenta dielectric.
Firește, dielectricilor gazoși pot fi utilizate la tensiuni mai mici decât acele valori la care are loc procesul de ionizare de impact. În acest caz, gazele sunt izolatoare foarte bune, în care rezistivitatea de volum este foarte mare (1020 ohm x cm) și dielectric pierdere tangenta este foarte mică (tg # 948; ≈ 10-6). De aceea gazele, în particular aerul, sunt folosite ca izolatori în condensatoare cabluri exemplare, umplute cu gaz și întrerupătoare de circuit de înaltă tensiune.
Rolul gazului în construcții izolatoare ka dielectrice
În orice construcție de izolație ca element izolant este prezent într-o mai mare sau mai mică măsură, sau în aer orice alt gaz. Firele liniilor aeriene de comutație (VL) bus, transformatoare și diferite terminale ale aparatelor de înaltă tensiune separate una de alta, la intervale, numai în care un mediu izolator este aerul.
Violarea puterea electrică a unor astfel de constructe pot avea loc atât prin defalcarea dielectric din care izolatorilor, și ca urmare a descărcării în aer sau de-a lungul suprafeței dielectric. În contrast cu defalcarea izolator, ceea ce duce la defectarea acestuia, descărcarea de-a lungul prejudiciul de suprafață este, de obicei, nu este însoțit. Prin urmare, în cazul în care structura de izolare este realizată astfel încât tensiunea de pe suprafața de suprapunere sau în tensiunea de evacuare a aerului au tensiuni de descompunere inferioare ale izolatori, rezistența dielectrică efectivă a acestor constructe va fi determinată de rezistența electrică a aerului.
In cazurile de mai sus, aerul are o valoare ca un mediu de gaz natural, în care sunt de construcție izolatoare. Odata cu acest aer sau alt gaz este adesea folosit ca material izolant principal atunci când izolarea cablurilor, condensatori, transformatoare și alte dispozitive electrice.
Pentru a oferi structuri fiabile și fără probleme de funcționare de izolare trebuie să știe cum să afecteze rezistența electrică a gazului diverși factori, cum ar fi forma și durata de acțiune a tensiunii, temperatura și presiunea gazului, natura câmpului electric și m. P.