При напряжении; превышающем напряжение начала объемных ЧР, образуется не только КПР, но и каналы разрядов в листах картона. При небольших напряжениях эти каналы образуются у поверхности листов, оставляя видимые следы, которые постепенно бледнеют и почти полностью исчезают, но за время, большее, чем время исчезновения КПР. С ростом напряжения прикладываемых импульсов более заметные каналы образуются в глубине листов, и выделяется заметное количество газа, который выходит из картона (через разрывы в поверхности, образующиеся при достаточном давлении газа) даже спустя 10 с после приложения напряжения. Эти каналы становятся толще с ростом напряжения; они обычно идут параллельно поверхности картона, загибаясь к плоскому электроду на расстоянии нескольких миллиметров от конца стержня, что приводит к пробою.
В некоторых случаях КПР играет важную роль в развитии пробоя: при небольших напряжениях образование КПР последовательными Ступенями может длиться 10—30 мкс; поскольку при образовании КПР электрическое поле внутри картона выравнивается, то возникновение объемных ЧР и пробоя затрудняется.
Таким образом, КПР оказывает экранирующее действие как во внутреннем объеме, так и на поверхности картона.
Наоборот, при более высоких напряжениях объемные разряды, развивающиеся быстрее, чем КПР (в течение нескольких микросекунд), меняют электрическое поле, что приводит к искажению КПР. Следует отметить, что каналы внутренних ЧР, которые можно видеть на вынутом из модели листе картона, бледнеют и почти полностью исчезают примерно через 24 ч. Тем не менее они приводят к некоторым повреждениям твердой изоляции, поскольку повторное приложение достаточно высокого импульсного напряжения приводит к пробою, если интервал времени между импульсами не превышает некоторого значения. Для примера на рис. 1 показана зависимость между числом приложений импульсов и разрядным напряжением.
Таким образом, наличие масла, окружающего картон, при не слишком высоком напряжении уменьшает вероятность пробоя из-за экранирования поверхностными зарядами. С повышением напряжения влияние КПР становится менее определяющим, а также возникают каналы внутренних разрядов, повреждающие картон. Наконец, при более высоких напряжениях (точнее, напряженностях) — случай, который при правильном конструировании изоляции не должен иметь место, — масло, видимо, не играет никакой роли в развитии разрядов.
Механизм развития разрядов и пробоя при переменном напряжении. Типичные фазы развития разряда изучались при неизменном переменном напряжении со значением, лежащим между напряжением Начала ЧР и напряжением пробоя. Напряжение прикладывалось толчком и выдерживалось до пробоя картона. В течение этого времени периодически регистрировались ЧР. Кривые изменения ЧР во времени не всегда одинаковые, причем их ход зависит не только от приложенного напряжения, но и от других факторов, например от технологии изготовления картона, от состояния его поверхности, от окружающего масла и т.д.
На рис. 2 показаны кривые изменения тока ЧР во времени при различных напряжениях, причем показаны возможные вариации части кривых 1 (1а и 1б) и 2 (2а и 2б).
Механизм развития разрядов примерно следующий. Через 10-20 с после приложения напряжения появляются сильные нерегулярные разряды в масле, вызывающие высокие показания приборов измерения ЧР. Импульсы таких ЧР (фаза I процесса) возникают в области амплитудных значений приложенного напряжения. За фазой I следует фаза II, характеризующая также ЧР в масле, но на поверхности картона со стороны стержневого электрода. Импульсы таких ЧР возникают не только в области амплитудных, но и более низких мгновенных значений напряжения. В это время показания приборов дают меньшие значения и отмечаются довольно сильный акустический шум и выделение газа.
Одновременно поверхность картона вблизи конца стержня непрерывно разрушается, что, вероятно, создает условия для развития ЧР по поверхности картона. Если напряжение достаточно высоко (примерно в 1,5 раза выше напряжения начала ЧР); это фаза сохраняется, при росте показаний приборов, до наступления пробоя (кривая 1а, фаза II). Возможно также (вероятно, из-за образования поверхностных зарядов), что ЧР будут заметно ослабевать до полного прекращения (кривая 1б).
При напряжении, меньшем, чем 1,5 напряжения начала ЧР, за фазой II, следует фаза III; переход из одной фазы в другую может быть быстрым (кривая 2а) или медленным (кривая 1б). В фазе III измеренная интенсивность ЧР довольно долго почти не меняется и невысока, а соответствующие импульсы ЧР возникают в области перехода кривой напряжения через нуль. Это означает, что здесь происходят объемные (внутренние) ЧР в газовых пузырьках. Если возникает фаза III, то пробой определенно наступит. При достаточно низком приложенном напряжении фаза III длится до пробоя (кривая 3, фаза III2), причем возможно даже снижение интенсивности ЧР на последней стадии. При более высоком напряжении процесс переходит в фазу IV (кривая 2), которая характеризуется как поверхностными, так и внутренними ЧР в картоне и ЧР в масле. Процесс становится нестабильным, и интенсивность ЧР может меняться в широких пределах.
