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:
- procesy przedprzebiciowe,
- rozwój wyładowania do powstania kanału przewodzącego zwierającego
elektrody
,
- wyładowanie główne, wynikające z neutralizacji ładunku elektrycznego kanału zwierającego elektrody.
W przypadku dielektryków stałych wyróżnia się następujące mechanizmy przebicia:
- 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.
- 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).
- Elektromechaniczne – wysokie pole elektryczne powoduje powstanie bardzo dużych sił elektrostatycznych deformujących materiał (istnieje wiele charakterystyk wiążących właściwości mechaniczne i elektryczne materiałów).
- 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).
- 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 przekroczenie
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