ГОСТ Р 56735— 2015
Приложение В
(справочное)
Механизмы перекры тия загрязненной изоляции
В.1 Механизм перекрытия изоляции при загрязнении типа А
Для ясного понимания природы этого явления процесс перекрытия изолятора по его поверхности, пред
варительно загрязненной твердыми отложениями (загрязнение типа А), разделен на шесть фаз. описанных ниже. В
действительности эти фазы не четко выражены, но склонны к сливанию.
На процесс формирования разряда вдоль загрязненной поверхности оказывают существенное влияние
свойства поверхности изолятора. Различают два состояния поверхности: гидрофильное или гидрофобное. Гидро
фильное состояние поверхности в целом присуще стеклянным и керамическим изоляторам, а гидрофобное —
изоляторам, выполненным из полимерных материалов, в особенности, на основе силиконовой резины. При ув
лажнении дождем, туманом и тд„ гидрофильные поверхности полностью намокают. В результате на поверхности
изолятора появляется электролитическая пленка. При увлажнении же гидрофобной поверхности вода собирается в
отдельные капли.
На процесс формирования разряда вдоль загрязненной поверхности существенное влияние оказывают фор
ма воздействующего напряжения (напряжение переменного или постоянного тока). При воздействии напряжения
переменного тока процесс продвижения дуги вдоль поверхности изолятора может подвергаться нескольким ци
клам и поэтому в каждый лолупериод напряжения дута то возникает, то гаснет при напряжении, близком к нулевому
значению.
Усложняющей характерной чертой рассматриваемого перекрытия является разряд в воздухе между сосед
ними точками профиля изолятора (например, между ребрами), который ухудшает разрядную характеристику изо
лятора за счет сокращения общей длины дуги. Кроме того, водяные капли и струйки могут также
способствовать снижению электрической прочности изоляции. Процесс, описанный ниже, характерен для
гидрофильных поверх ностей. таких как керамические материалы.
Фаза 1: Изолятор покрывается слоем загрязнения. Если загрязнение непроводящее (низкая проводимость) в
сухом состоянии, то перед появлением разряда необходимо небольшое увлажнение (фаза 2).
Фаза 2: Поверхность загрязненного изолятора увлажняется. Увлажнение изолятора может происходить сле
дующим образом: при поглощении влаги, конденсации и выпадении осадков. Сильный дождь (осадки) гложет смыть
электролитические компоненты слоя загрязнения частично или полностью без возникновения других фаз разряд ного
процесса, или он может способствовать возникновению разряда в воздушных промежутках между ребрами.
Поглощение влаги возникает в периоды высокой относительной влажности воздуха (< 75% ОВ). когда температура
изолятора и окружающего воздуха становится одинаковой. Конденсация возникает, когда увлажнение воздуха при
водит к конденсации на поверхности изолятора, где температура ниже, чем точка росы. Это явление возникает на
рассвете или перед ним.
Фаза 3: Находящийся под напряжением изолятор покрыт слоем проводящего загрязнения. Под действием
протекающих поверхностных токов утечки в течение нескольких периодов промышленной частоты происходит на
грев, приводящий к высушиванию отдельных частей слоя загрязнения. В результате на поверхности изолятора
образуются так называемые сухие пояса.
Фаза 4: Спой загрязнения высушивается неравномерно. Проводящие части поверхности изолятора преры
ваются сухими поясами, что приводит к прерыванию тока утечки.
Фаза 5: Фазное напряжение, действующее вдоль множественных сухих поясов (которые могут достигать не
скольких миллиметров в ширину) вызывает перекрытие сухих поясов по воздуху с образованием дуговых каналов,
последовательно соединенных с участками увлажненной проводящей поверхности слоя загрязнения изолятора.
Каждый раз, когда происходит искровое перекрытие сухих поясов, возникают броски токов утечки.
Фаза 6: Если сопротивление увлажненной и проводящей части слоя загрязнения будет достаточно низкое, то
дуги, перекрывающие сухие пояса, будут поддерживаться и, в конечном итоге, могут продолжать распространяться
вдоль изолятора, занимая все большую и большую часть его длины. В свою очередь, это приводит к снижению со
противления цепочки, состоящей из последовательного соединения проводящих участков поверхности изолятора и
дуговых каналов, перекрывающих сухие пояса. В результате ток утечки возрастает, обеспечивая условия для
дальнейшего удлинения дут. В конечном итоге дуги распространяются на всю длину изолятора, т. е. наступает за
вершающая стадия разряда (перекрытие — изоляции относительно земли).
Весь процесс можно охарактеризовать как взаимодействие между изолятором, загрязнениями, условиями
увлажнения и приложенным напряжением (и внутренним сопротивлением источника питания в лабораторных
условиях).
По мере роста тока утечки вероятность возникновения перекрытия увеличивается. В свою очередь величина
тока утечки определяется в основном проводимостью слоя загрязнения. Поэтому на основе изложенных пред-
22