Одним из главных характеристик, характеризующих изоляционные характеристики трансформаторных масел в практике их внедрения, является их электронная крепкость:

Е = Uпр / H

где Uпр — пробивное напряжение; h — расстояние меж электродами.

Пробивное напряжение прямо не связано с удельной проводимостью, но, так же как и она, очень чувствительно к присутствию примесей. При мельчайшем изменении влажности водянистого диэлектрика и наличии в нем примесей (так же как и для проводимости) резко миниатюризируется электронная крепкость. Конфигурации давления, формы и материала электродов и расстояния меж ними оказывают влияние на электронную крепкость. В то же время эти причины на электропроводность воды не оказывают воздействия.

Незапятнанное трансформаторное масло, свободное от воды и других примесей, независимо от его хим состава обладает высочайшим, достаточным для практики пробивным напряжением (более 60 кВ), определяемым в плоских медных электродах с округленными краями и расстоянием меж ними 2,5 мм. Электронная крепкость не является константой материала.

При ударных напряжениях присутствие примесей практически совершенно не сказывается на электронной прочности. Принято мыслить, что механизм пробоя при ударных (импульсных) напряжениях и долговременной экспозиции различен. При импульсном напряжении электронная крепкость существенно выше, чем при относительно долговременной экспозиции напряжения частотой 50 Гц. В итоге этого опасность от коммутационных перенапряжений и грозовых разрядов относительно невелика.

Увеличение прочности с увеличением температуры от 0 до 70 °С связывают с удалением из трансформаторного масла воды, переходом ее из эмульсионного состояния в растворенное и уменьшением вязкости масла.

Растворенные газы играют огромную роль в процессе пробоя. Еще при напряженности электронного поля, более низкой, чем пробивная, отмечается образование на электродах пузырьков. С снижением давления для недегазированного трансформаторного масла крепкость его падает.

Пробивное напряжение не находится в зависимости от давления в случаях:

а) кропотливо дегазированных жидкостей;

б) ударных напряжений (каковы бы ни были загрязнение и газосодержание воды);

в) огромных давлений [около 10 МПа (80—100 ат)].

Пробивное напряжение трансформаторного масла определяется не общим содержанием воды, а концентрацией ее в эмульсионном состоянии.

Образование эмульсионной воды и понижение электронной прочности имеют место в трансформаторном масле, содержащем растворенную воду, при резком понижении температуры либо относительной влажности воздуха, также при смешивании масла за счет десорбции воды, адсорбированной на поверхности сосуда.

При подмене стекла в сосуде полиэтиленом понижается количество эмульсионной воды, десорбированной
при смешивании масла с поверхности, и соответственно увеличивается крепкость
его. Трансформаторное масло, осторожно слитое из стеклянного сосуда (без смешивания), обладает
высочайшей электронной прочностью.

Полярные вещества низковато и высококипящие, образуя в трансформаторном масле настоящие смеси, фактически не оказывают воздействия на удельную проводимость и электронную крепкость.
Вещества, образующие в трансформаторном масле коллоидные смеси либо эмульсии с очень малым размером капель (являющиеся предпосылкой электрофоретической электропроводности), если они имеют низкую температуру кипения, понижают, а в случае если их температура кипения высока, фактически не оказывают влияние на крепкость.

Невзирая на большой экспериментальный материал, следует констатировать, что до сего времени нет единой общепризнанной теории пробоя водянистых диэлектриков применительно даже к условиям долговременной экспозиции напряжения.

Пробой в водянистых диэлектриках, грязных примесями при долговременной экспозиции напряжения, представляет собой по существу завуалированный газовый пробой.

Имеются три группы теорий:

1) термические, объясняющие образование газового канала как
итог кипения самого диэлектрика в местах локальной завышенной
неоднородности поля (пузырьки воздуха и пр.)

2) газовые, по которым источником пробоя являются пузыри газа, адсорбированные на электродах либо растворенные в масле;

3) хим, объясняющие пробой как итог хим реакций, протекающих в диэлектрике под действием электронного разряда в пузыре газа. Общим в этих теориях будет то, что пробой масла происходит в паровом канале, образованном за счет испарения самого водянистого диэлектрика.

Существует догадка, согласно которой паровой канал образуют низкокипящие примеси, в случае если они вызывают завышенную проводимость.

Под воздействием электронного поля примеси, находящиеся в масле и образующие в нем коллоидный раствор либо микроэмульсию, втягиваются в зону меж электродами и дрейфуют в направлении поля. Существенное количество теплоты, выделяющейся при всем этом вследствие низкой теплопроводимости диэлектрика, расходуется на нагрев самих частиц примеси. Если эти примеси являются предпосылкой высочайшей удельной проводимости масла, то при низкой температуре кипения примесей они испаряются, образуя при достаточном содержании их «газовый канал», в каком и происходит пробой.

Центрами парообразования могут служить пузыри газа либо пара, образующиеся под воздействием поля (в итоге явления электрострикции) за счет растворенных в масле примесей (воздух и другие газы, также может быть, низкокипящие продукты окисления водянистого диэлектрика).

Пробивное напряжение масел находится в зависимости от наличия в их связанной
воды. В процессе вакуумной сушки масла и наблюдаются три шага:
I — резкого увеличения пробивного напряжения,
соответственный удалению эмульсионной воды, II — в
котором не достаточно меняется пробивное напряжение и остается на уровне около 60 кВ в
стандартном пробойнике, в это время удаляется растворенная и слабо связанная
вода, и III — неспешного увеличения пробивного
напряжения масла за счет удаления связанной воды.