- Project Runeberg -  Teknisk Tidskrift / Årgång 74. 1944 /
144

(1871-1962)
Table of Contents / Innehåll | << Previous | Next >>
  Project Runeberg | Catalog | Recent Changes | Donate | Comments? |   

Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 5. 5 februari 1944 - Dielektriska egenskaper och genomslagshållfasthet hos fasta isolationsmaterial, av Göte Malmlöw

scanned image

<< prev. page << föreg. sida <<     >> nästa sida >> next page >>


Below is the raw OCR text from the above scanned image. Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan. Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!

This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.

144

TEKNISK TIDSKRIFT

ur villkoret, att Tm kan öka utan motsvarande ökning
av To

V — € 2 X(c)

dvs. Eg = 2]/*^.10-°>™"To.X(c)

där X(c) är en karakteristisk funktion.

Genomslagshållfastheten är sålunda
exponen-tiellt beroende av temperaturen och direkt
proportionell mot roten ur isolationsmotståndet.
Genomslagsspänningens ökning med
materialtjockleken framgår av fig. 8. Kurvan visar bl.a.
att man inte alltid kan höja
genomslagsspänningen genom ökning av isolationsmaterialets
tjocklek. Detta beror ju huvudsakligen därpå, att
större tjocklek medför minskad värmeavledning
från det varmaste området.

Den maximala temperaturstegringen inuti
materialet innan labilitet inträder är i allmänhet
mycket måttlig, av storleksordningen 15°G, men
sedan kan temperaturen naturligtvis under den
labila perioden stiga ganska högt, innan
materialet blir så förstört, att man får genomslag.
Strömbanan koncentreras vanligen till en smal kanal
på det ställe, där ledningsförmågan från början
råkar vara högst, och stabilitetsförhållandena
röna antagligen visst inflytande härav39-42.

Använder man den för ledningsförmågan funna
exaktare formeln

y=Ae~BIT

bli uttrycken så komplicerade, att man ännu inte
funnit någon analytisk lösning. Fock44 och Moon45
ha emellertid låtit utföra beräkningarna med
approximativa metoder och sammanfattat
resultaten i bekväma tabeller45. Inom mindre
temperatur-intervall kan man dock vanligen med god
approximation använda den beräkningsmässigt enklare
empiriska formeln för temperaturberoendet.

Det elektriska genomslaget

Emellertid finner man ibland, att
genomslagshållfastheten är lägre än vad man kunde vänta

Fig. 8. Tjockleksfunktionen X (c) i uttrycket för
värme-genomslagshdllfastheten Eg = 2 y 2 • 10-°’217lxTo.X(c)

enligt värmegenomslagsteorin. Detta gäller
naturligt nog i sådana fall, då värmegenomslag borde
inträda först vid relativt höga fältstyrkor, dvs.
vid korta tider för påkänningen, t.ex. åskslag,
och temperaturoberoende, små förluster hos
materialet. I sådana fall har en annan
genomslagsmekanism trätt i funktion. Man har funnit, att
genomslaget alltid inträffar vid en viss bestämd
elektrisk fältstyrka och man har kallat
fenomenet "elektriskt" genomslag. Man kan
experimentellt skilja de två genomslagsmekanismerna åt
genom registrering av strömmen (vid
växelspänning förlustvinkeln) under själva
genomslagsprovet. En accelererad ökning av ström resp.
förluster indikerar ett värmegenomslag, medan en
plötslig strömökning däremot visar, att elektriskt
genomslag inträtt.

Det elektriska genomslaget har studerats sedan
länge av von Hippel47. Hans experiment måste
anses vara banbrytande, men man kan tyvärr inte
säga, att man ännu nått full klarhet i detta även
rent fysikaliskt sett mycket intressanta fenomen,
von Hippel har emellertid visat, att den
elektriska genomslagshållfastheten, i motsats till den
elektrotermiska, är en materialegenskap, som står
i ett visst men ännu inte helt utforskat samband
med materialets egen struktur. Den systematiska
forskningen har i första hand inriktat sig på de
enklaste och i andra avseenden bäst kända fasta
isolationsmaterialen, nämligen alkalihalogenernas
kristaller, och man har funnit, att deras
genomslagshållfasthet är av storleksordningen 1 MV/cm.
Räknar nian som jämförelse ut, vilken fältstyrka,
som skulle behövas för att slita isär en
jon-kristall mot de coulombska krafterna, får man
resultat av storleksordningen 100 MV/cm, dvs. 100
ggr för mycket. Alla försök att förklara denna
differens genom hänvisningar till mekaniska
defekter i kristallbyggnaden stranda på påvisade
samband med sammansättning, gitterkonstanter
osv. Spridningen hos mätvärden, tagna enligt
"konstens alla regler", är också mycket måttlig i
jämförelse med vad man kunde vänta, om en
sådan defektteori vore riktig. Man har föreslagit en
jonisationsteori i stil med den, som anses gälla
för gaser. En del fria ledningsjoner skulle i fältet
förvärva så stor energi, att de kunde slå lös joner
ur gittret. De befriade jonerna skulle i sin tur slå
ut andra och till sist bilda en jonlavin.
Emellertid bör genomslagsfältstyrkan även i sådant fall
vara av storleksordningen 100 MV/cm. Bildandet
av en jonlavin skulle dessutom ta lång tid i
jämförelse med de oscillografiskt funna värdena, som
äro av storleksordningen 10—7 sekunder.

von Hippel47 eliminerar dessa svårigheter genom
att anta, att det är fria elektroner och inte joner,
som ge stötjonisation. Han föreställer sig, att
elektroner accelereras av det elektriska fältet men
under den kritiska fältstyrkan bromsas genom
energiutbyte med gitter jonerna. På grund av elek-

<< prev. page << föreg. sida <<     >> nästa sida >> next page >>


Project Runeberg, Tue Dec 12 02:28:56 2023 (aronsson) (download) << Previous Next >>
https://runeberg.org/tektid/1944/0156.html

Valid HTML 4.0! All our files are DRM-free