Dielektrični plini

Dielektrične snovi so osnovno in čiste električne izolatorje. S primernim električnim poljem se lahko dielektrični plini polarizirajo. Vakuum, trditve, tekočine in plini lahko predstavljajo dielektrične snove. Dielektrični plin se tudi imenuje izolacijski plin. Gre za dielektrično snov v plinskem stanju, ki preprečuje električni razboj. Suha zraka, šestfluorid svibine (SF6) itd. so primeri plinskih dielektričnih snovi.
Plinski dielektriki niso praktično brez električno nabiti delcev. Ko je na plin uporabljen periferijski električni polje, se oblikujejo prosti elektroni. Ti prosti elektroni so pospešeni od katode do anode z električnim tlakom, ki nanje deluje s silo.

Ko ti elektroni dosežejo zadostno energijo, da odbijajo elektrone atomov ali molekul plina, in potem, ko elektroni niso več vezani na molekule, bo koncentracija elektronov začela eksponentno naraščati. Kot rezultat nastane razboj. Nekega plina, kot je SF6, so močno vezani (elektroni so močno vezani na molekulo), nekatere so šibko vezane, npr. kisik, in nekatere sploh niso vezane, npr. N2. Primeri dielektričnih plinov so amonijak, zrak, ogljični dioksid, šestfluorid svibine (SF6), ogljični monoksid, dušik, vodik itd. Vlažnost v dielektričnih plinih lahko spremeni lastnosti, da bi bile dober dielektrik.

Razboj v plinih

V resnici gre za padec upornosti izolacijskih plinov. To se zgodi, ko se uporabljeno napetost poveča preko napetosti razboja (dielektrična trdnost). Kako rezultat tega, bo plin začel voditi. To pomeni, da bo v majhnem območju plina prišlo do močnega povečanja napetosti. To območje močnega povečanja napetosti je vzrok delne ionizacije bližnjega plina in začetka vedenja. To se namerno počne pri nizekotlaksnih razbojih (v elektrostatičnem prašniku ali v svetlobnih cevi).

Paschenov zakon aproksimiral napetost, ki povzroči električni razboj (V = f(pd)). Gre dejansko za enačbo, ki razlaga napetost razboja kot funkcijo produkta tla in dolžine lukenja. Tukaj se dobi krivulja, to se imenuje Paschenova krivulja. Paschenova krivulja za zrak in argon je prikazana na sliki 1.
Tukaj, ko se zmanjša tlak, se tudi napetost razboja zmanjša in nato postopoma narašča, kar presega prvotno vrednost. Pri standardnem tlaku se napetost razboja zmanjša z dolžino lukenja do določene točke.

Ko se dolžina lukenja zmanjša preko te točke, bo napetost razboja začela naraščati in presega svojo prvotno vrednost. Pri visokem tlaku in povečani dolžini lukenja je napetost razboja več ali manj sorazmerna s produktom teh dveh. To je približno sorazmerno zaradi učinkov elektrod (mikroskopske neravnovesnosti elektrod lahko povzročijo razboj). Napetost razboja dielektričnih plinov je tudi približno sorazmerna s gostoto.

Mehanizem razboja

Mehanizem razboja bo neposredno odvisen od narave dielektričnih plinov in polaritete elektrod, pri katerih se začne razboj. Če se razboj začne pri katodi, je oskrba s prvotnimi elektroni sama elektroda. Potem se elektroni pospešijo, oblikuje se veliko elektronov in pride do razboja. Če se razboj začne pri anodi, je oskrba s prvotnimi elektroni sama plin. Npr. zrak in SF6 plin. Majhen ostrik v plinu lahko tudi povzroči razboj plinskega lukenja. To se zgodi kot rezultat korakovanega procesa razboja. Obrazitev korone (tj. korona razboj