Przebicie elektryczne

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania

Przebicie elektryczne - nagły przepływ prądu przez izolator. Napięcie, przy którym zachodzi to zjawisko, nosi nazwę napięcia przebicia.

Polska norma PN-IEC 243-1 przebicie elektryczne definiuje jako: utrata, przynajmniej chwilowa, właściwości elektroizolacyjnych ośrodka pod wpływem natężenia pola elektrycznego.

Podczas przebicia można wyróżnić następujące etapy:

  1. procesy przedprzebiciowe,
  2. rozwój wyładowania do powstania kanału przewodzącego zwierającego elektrody,
  3. wyładowanie główne, wynikające z neutralizacji ładunku elektrycznego kanału zwierającego elektrody.

W przypadku dielektryków stałych wyróżnia się następujące mechanizmy przebicia:

  1. Elektryczne – polegające na zniszczeniu materiału procesami elektronowymi (elektronowa jonizacja zderzeniowa, procesy emisji polowej, przebicia wolnych przestrzeni – wnęk gazowych) zachodzącymi w bardzo krótkim czasie, kiedy inne mechanizmy nie mogą się rozwinąć.
  2. Cieplne – powodowane zachwianiem równowagi cieplnej pomiędzy ciepłem wydzielanym w materiale wskutek strat dielektrycznych a zdolnością pochłaniania ciepła przez materiał i oddawania go do otoczenia (oddziaływania cieplne mogą mieć charakter impulsowy lub zachodzić w czasie dłuższym, np.: kilku godzin).
  3. Elektromechaniczne – wysokie pole elektryczne powoduje powstanie bardzo dużych sił elektrostatycznych deformujących materiał (istnieje wiele charakterystyk wiążących właściwości mechaniczne i elektryczne materiałów).
  4. Jonizacyjne – powstające wówczas, gdy występują wyładowania niezupełne w szczelinach gazowych lub miejscach znacznie zwiększonego natężenia pola elektrycznego w materiale (czas potrzebny do przebicia wynosi od ok. jednej do kilkudziesięciu sekund).
  5. Starzeniowe – powstające w wyniku wyładowań niezupełnych, ale przy mniejszych wartościach pola elektrycznego, dlatego potrzebuje dłuższego czasu oddziaływania napięcia (godziny, lata) oraz dodatkowo podwyższonej temperatury i oddziaływań środowiska.

W praktyce proces niszczenia ciała stałego jest wynikiem zachodzenia kilku mechanizmów jednocześnie.

Od mechanizmu prowadzącego do przebicia zależy wartość napięcia przebicia danego materiału.

Przebicie elektryczne izolacji - uszkodzenie izolacji elektrycznej w wyniku przekroczenia napięcia wytrzymywanego , na skutek wystąpienia w obwodzie elektrycznym przepięcia. Przyczyną może być też wadliwie wykonana instalacja elektryczna.

W wyniku przebicia izolacji na metalowych częściach dostępnych może pojawić się niebezpieczne dla ludzi napięcie dotykowe. Może też powstać zwarcie elektryczne, a płynący wtedy prąd zwarciowy (wielokrotnie większy zazwyczaj od prądu roboczego) powoduje uszkodzenie przewodów, urządzeń i odbiorników elektrycznych oraz może wywołać pożar. Do ochrony przed niepożądanymi skutkami przebicia elektrycznego izolacji służą zabezpieczenia elektryczne.

Zobacz też: wytrzymałość elektryczna