Влияние формы воздействиующего напряжения на развитие разряда

Рассмотренные выше стадии разряда осуществляются при воздействии на промежуток постоянного напряжения. Однако на практике, в особенности при работе электроэнергетических объектов, происходит воздействие на газовый промежуток переменного и импульсного напряжений, что вносит дополнительные особенности в развитие разряда.

В промежутках с однородным полем разряд при переменном напряжении происходит как и при постоянном напряжении при выполнении условия самостоятельности, и начальное напряжение равно пробивному. Однако значения пробивного напряжения, так называемая электрическая прочность промежутка, при переменном напряжении зависят от его частоты f. Вместе с тем, эксперименты показывают, что существует область частот от промышленной частоты f = 50 Гц до некоторой критической частоты, превышающей несколько килогерц, в пределах которой пробивное напряжение практически не зависит от частоты. Это связано с тем, что длительность полупериода воздействующего напряжения превышает время развития разряда, и разряд заканчивается до изменения полярности электрода.

Особый случай для развития разряда представляет воздействие на разрядный промежуток импульсного напряжения. Следует различать по длительности так называемые грозовые импульсы, коммутационные импульсы напряжения, соответствующие тем, что возникают при ударах молнии или при работе коммутирующей аппаратуры в электрических сетях, и наносекундные импульсы, которые находят применение в электротехнологиях.

Особенности развития разряда при импульсном воздействии напряжения определяются ограниченным временем роста напряжения до максимального значения и коротким временем воздействия напряжения. Для пробоя промежутка при импульсном напряжении требуется более интенсивное развитие ионизационных процессов, которые обеспечили бы время развития разряда, меньшее, чем время действия импульса. Время разряда, в свою очередь, складывается из времени формирования разряда от момента появления первых эффективных электронов, дающих начало образованию лавин, до пробоя промежутка и так называемого статистического времени запаздывания разряда, равного времени ожидания эффективных электронов, если начальная концентрация электронов оказывается недостаточной для интенсивной ионизации.

Из-за статистического запаздывания начала разряда начальное напряжение оказывается выше, чем при воздействии постоянного напряжения, причем это повышение также носит статистический характер и зависит от полярности высоковольтного электрода (рисунок ниже).


Пробивные напряжения в воздухе в промежутке стержень-плоскость
при импульсном воздействии
1 — отрицательное острие
2 — положительное острие
3 — пробивное напряжение при f = 60 Гц

При воздействии на промежуток импульсного напряжения наносекундной длительности, когда длительность фронта импульса напряжения составляет 10-20 нс, а длительность импульса — сотни наносекунд, для того, чтобы развитие разряда произошло за время действия импульса, напряжение должно быть резко увеличено. Это означает большую величину пробивного напряжения (Еср. разр. ≥ 20 кВ/см).


Оставить комментарий





Статистика

Рейтинг@Mail.ru