При испытании генератора постоянного тока высокого напряжения возникают сомнения относительно необходимости проведения испытаний путем подачи отрицательного высокого напряжения постоянного тока.
Мы анализируем причины следующих двух пунктов:
1. В чрезвычайно неоднородном электрическом поле напряжение пробоя газа сильно зависит от полярности заряда, переносимого электродом. В одном и том же зазоре «стержень–пластина» напряжение пробоя при отрицательном заряде стержня более чем в два раза превышает напряжение пробоя при положительном заряде стержня. То есть в неоднородном электрическом поле зависимость напряжения разряда в зазоре «стержень–пластина» от полярности напряжения на стержне такова: напряжение разряда высоко, когда стержень имеет отрицательный потенциал.
Внешняя изоляция электрического оборудования расположена вблизи этого чрезвычайно неоднородного электрического поля. Как правило, уровень внешней изоляции электрического оборудования выше, чем уровень внутренней изоляции, а внутренняя изоляция имеет больше дефектов и отказов по сравнению с внешней изоляцией. Проведите испытание оборудования на выдерживание постоянного тока. Хотя при этом испытании проверяются как внутренняя, так и внешняя изоляция, основное внимание уделяется проверке внутренней изоляции. Для жидких и твёрдых материалов, а также при использовании мер экранирования между электродами положительное и отрицательное напряжения практически не влияют на пробой изоляции. Например, прочность изоляции кабеля при пробое с положительной полярностью снижается всего на 10 % по сравнению с пробоем при отрицательной полярности. При подаче на оборудование высокого постоянного напряжения, как правило, не ожидается пробоя внешней изоляции. По этой причине применяется отрицательное постоянное напряжение.
2. При испытании постоянным током высокого напряжения влага и влажность, содержащиеся в изоляции проверяемого оборудования, являются ключевыми факторами качества изоляции. Вследствие электроосмотического явления влаги (то есть молекулы воды обладают свойствами положительных ионов в электрическом поле) во время испытания высокое напряжение подаётся на токоведущие части. Поскольку высокое напряжение имеет отрицательную полярность, влага легко адсорбируется вблизи полюса высокого напряжения, что облегчает выявление дефектов испытуемого объекта.