Электрическая прочность
Любой изолятор пробивается, если поле в нём слишком велико. Предел поля для материала называют электрической прочностью, а для готовой изоляции детали — испытательным напряжением, которое она выдерживает заданное время.
Обновлено Редакция GAW
Электрическая прочность — наибольшая напряжённость электрического поля, которую изолятор выдерживает без пробоя. Для материалов её указывают в мегавольтах на метр (МВ/м), то есть в киловольтах на миллиметр.
| Материал по табл. 8.1 OpenStax | Электрическая прочность, МВ/м |
|---|---|
| Сухой воздух | 3,0 |
| Кварцевое стекло | 8 |
| Бумага | 16 |
| Полистирол | 19,7 |
| Бакелит | 24 |
| Тефлон | 60–173 |
| Слюда | 118 |
Воздух пробивается уже при 3 МВ/м — 3 кВ на миллиметр однородного поля (OpenStax, раздел 8.1). С диэлектрической проницаемостью это свойство не связано: материал может сильно увеличивать ёмкость и при этом плохо держать поле.
Электрическая прочность изоляции детали
Для готового изделия прочность выражают испытательным напряжением: изоляция должна выдержать его заданное время без пробоя, обычно действующее переменное напряжение в течение одной минуты (Panasonic, ASCTB41E).
| Реле Panasonic JW, новое | Испытательное напряжение, 1 мин |
|---|---|
| Катушка — контакты | 5000 В |
| Между группами контактов (2 Form A, 2 Form C) | 3000 В |
| Между разомкнутыми контактами | 1000 В |
У оптопар и других развязывающих компонентов тот же параметр называют напряжением изоляции. Ток утечки через исправную изоляцию описывает сопротивление изоляции, а расстояния по поверхности и по воздуху на плате — путь утечки и воздушный зазор.
Частые вопросы
При каком напряжении пробивается воздух?
При напряжённости поля около 3 МВ/м, то есть 3 кВ на миллиметр, — по таблице OpenStax. Это предел для однородного поля в сухом воздухе; поэтому высоковольтные проводники разносят, а не полагаются на тонкий воздушный зазор.
Чем электрическая прочность отличается от диэлектрической проницаемости?
Проницаемость показывает, во сколько раз материал увеличивает ёмкость, прочность — какое поле он выдерживает без пробоя. Это независимые свойства: у слюды проницаемость 6,0 и прочность 118 МВ/м, у воды проницаемость 80, но изолятором она не служит.
Что значит «5000 В в течение 1 минуты» у реле?
Это испытание электрической прочности изоляции: на новое реле Panasonic JW между катушкой и контактами подают 5000 В действующего переменного напряжения на минуту, и пробоя быть не должно. Это не рабочее напряжение — рабочие пределы контактов указаны отдельно.
Источники
- OpenStax. University Physics Volume 2, section 8.5: Molecular Model of a Dielectric — табл. 8.1, электрическая прочность при комнатной температуре: сухой воздух — 3,0 МВ/м; тефлон — 60–173; парафин — 11; полистирол — 19,7; нейлон — 14; бумага — 16; кварцевое стекло — 8; стекло — 9,8–13,8; бакелит — 24; слюда — 118; неопрен — 15,7–26,7; алмаз — 2000 МВ/м
- OpenStax. University Physics Volume 2, section 8.1: Capacitors and Capacitance — воздух пробивается и становится проводящим при напряжённости поля около 3,0 МВ/м
- Panasonic. Definition of Relay Terminology (ASCTB41E, 2014) — электрическая прочность (испытательное напряжение, hi-pot) — наибольшее напряжение, которое реле выдерживает без повреждения заданное время, обычно действующее переменное в течение 1 мин, в тех же точках, что и сопротивление изоляции
- Panasonic. JW Relays: Power Relays (Over 2 A), Product Catalog (ASCTB190E, 2026.7) — электрическая прочность нового реле: между катушкой и контактами — 5000 В действующего 1 мин, между разомкнутыми контактами — 1000 В, между группами контактов 2 Form A и 2 Form C — 3000 В; ток срабатывания проверки 10 мА
Нашли ошибку?
Смотрите также
- Диэлектрическая проницаемостьВо сколько раз материал увеличивает ёмкость по сравнению с вакуумом
- Напряжение изоляцииVISO, VIORM, VIOTM, пути утечки: как читать строки изоляции в даташите
- Сопротивление изоляцииСопротивление между изолированными частями, измеренное при высоком напряжении
- Путь утечки и воздушный зазорРасстояния изоляции по поверхности и по воздуху: от чего зависят, примеры