ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Развитие разрядов в газах из "Справочник по электротехническим материалам Т1 " Б процессе ударной ионизации, инициируемой. внешними начальными электронами, воямишпие электроны участвуют в дальнейшем процессе такс ионизации, создавая де новые электроны. Образуется электронная лави-иа, плотность зарядов в которой быстро растет и достигает своего максимума в головке лав йны у анода. [c.46] При давлениях газа, близких к атмосферному, сравнительно большом расстоянии, но маломощном источнике тока возникает. искровой разряд. При этом виде разряда вблизи анода в головку лавины, в которой после ухода на анод электронов создается положительный избыточный заряд, вливаются дочерние лавины, создаваемые фотоэлектронами, образованными фотоионизацией в объеме газа. Создается разрядный канал в виде плазмы с избыточным положительным зарядом в его головке. Этот канал продвигается в направлении катода благодаря вливанию все новых и новых дочерних лавин в головку канала. Этот процесс носит название образования стримера. Когда стример замыкает весь промежуток, происходит образование главного канала иакг ры. По внешнему виду искровой разряд характеризуется узким ярко светящимся зигзагообразным каналом. [c.46] Когда один из электродов или оба имеют радиус кривизны, малый по сравнению с расстоянием между ними, а давление газа примерно атмосферное, может возникать коронный разряд со светящейся областью вблизи электрода с малым, радиусом кривизны. При больших напряжениях, иногда весьма значительных, возникает искровой разряд, который называют также полным разрядом, просто разрядом или пробоем. При достаточной Мощности источника тока искровой разряд может перейти в дуговой. [c.46] По международным нормам и ГОСТ 1516.2-76 регламентируются две основные формы испытательных имиульсов 1) грозовой импульс с длительностью фронта 1,2 й длительностью импульса 50 мкс 2) коммутационный импульс с временем подье. а импульса 250 я длительностью импульса 2500 мкс. Грозовой импульс условна обозначается символом 1,2/50, а коммутационный — 250/2500. [c.47] Предразрядное время даже для длинных газовых промежутков с сильно неоднс одныи полем составляет несколько десятков микросекунд, т. е. очень мало по сравнению с длительностью полупериода напряжения 50 Гц, поэтому пробой, при этом напряжении происходит на амплитуде напряжения. Все приведенные в этом разделе численные значения пробивных напряжений и напряженностей даны в амплитудных значениях. [c.47] Следовательно, электрическая прочность газа при неизменном давлении увеличивается с уменьшением расстояния между электродами. [c.48] Формула (3.13) в общем случае справедлива для отрицательной полярности напряжения. В сильнонеоднородных полях при положительной полярности наблюдаются несколько большие значения. [c.48] На рис. 3.6 представлена зависимость электрической прочности, деленной на давление, от произведения давления на междуэлект-родное расстояние в однородном поле для эле-газа и хладона. Здесь же для сравнения дана аналогичная зависимость для воздуха. Как видим, электрическая прочность элегаза и хладона по отношению к воздуху хотя и снижается с Уменьшением рк, но все же остается достаточно высокой. [c.49] Как уже отмечалось выше, по комплексу свойств, необходимому для применения газа в сильноточной электротехнике, наиболее ценным является элегаз. Молекула элегаза содержит шесть атомов фтора, расположенных в вершинах правильного октаэдра, и атом серы, находящийся в центре молекулы. Симметричное строение молекулы, ковалентная связь между атомами, оптимальное соотношение между радиусами фтора и серы обеспечивают вясокую стабильность и химическую инертйость этого соединения, исключают гидролиз элегаза водой или щелочными растворами. [c.50] В табл. 3.8 приведены значения теплоемкости элегаза при разных температурах и давлении, а на рис. 3.7 дана зависимость давления насыщенных паров от температуры. [c.51] Пробивные напряжения большинства газов ври атмосферном давлении и ниже подчиняются закону Пашена, т. е. эти напряжения являются функцией произведения давления (плотности) газа на расстояние между электродами. С увеличением давления наблюдаются отклонения от этого закона. Давление, при котором наблюдается это отклонение, зависит от рода газа, а также качества обработки поверхности электродов и чистоты газа в отношении твердых, особенно проводящих, микрочастиц. [c.51] В электроотрицательных высокомолекулярных газах при электродах, приготовленных по обычной лабораторной технологии, эти отклонения могут наблюдаться уже при атмосферном давлении (рис. 3.8), тогда как в воздухе (рис. 3.9) и особенно в водороде это давление существенно выше. Отметим, что при особо тщательных условиях подготовки электродов и чистоты всей камеры, в которой проводятся испытания, закон Пашена для элегаза соблюдается даже при давлении 1,3 МПа. [c.51] Отклонения от закона Пашена являются функцией произведения давления газа р на высоту выступа (неровности) h на поверхности электрода. Для элегаза отклонения начинаются при ph, равном 4 кПз ММ, а в воздухе — при значении ph на порядок больше. [c.51] При повышенных давлениях газа наблюдается эффект кондиционирования промежутка искровой обработкой или длительным приложением напряжения, при которых пробивные напряжения заметно повышаются. В первом случае это повышение растет с увеличением числа разрядов, предшествующих данному, а во втором — с увеличением длительности приложения напряжения, которое повышается ступенями с определенной выдержкой на каждой ступени. [c.51] Вероятность появления больших выступов на поверхности электродов, а также проводящих посторонних микрочастиц на этой поверхности или вблизи нее зависит от площади электродов, поэтому наблюдается зависимость пробивных напряжений от площади поверхности электродов. [c.52] В целях снижения эффекта от микровыступов на поверхности электродов и проводящих микрочастиц иногда применяют покрытие электродов изоляционными пленками, что дает повышение пробивного напряжения на 20— 30 %. При разработке электротехнического оборудования с изоляцией сжатыми газами конечно нельзя ориентироваться на многочисленные данные, полученные при тщательной подготовке электродов и испытательной камеры в лабораторных условиях. [c.52] Данные, представленные на рис. 3.11 для элегаза, а на рис. 3.9 для воздуха, дают возможность определить пробивные напряжения изоляционных промежутков по указанной методике при напряжении промышленной частоты 50 Гц и грозовом импульсе для промышленного электрооборудования с изолвдией сжатыми газами. Для определения выдерживаемого напряжения с той или иной вероятностью пробоя необходимо знать среднеквадратичное отклонение а. При давлении элегаза, равном 0,3—0,4 МПа, можно ориентироваться на значения сг, равные при напряжении промышленной частоты — 0,03, а при напряжении грозового импульса.— 0,05. [c.53] В электроотрицательных газах в случае электродов с сильнонеоднородным электрическим полем при положительной полярности электрода с малым радиусом кривизны в зависимости пробивного напряжения от давления наблюдается максимум, а в случае воздуха при малых расстояниях и два. Давление, соответствующее максимуму пробивного напряжения (критическое давление), зависит от рода газа. В элегазе оно существенно меньше, чем в воздухе (рис. 3.13). При давлениях выше критического напряжение снижается до напряжения, соответствующего начальному напряжению (напряжению начала коронного разряда). Отношение значений пробивных напряжений элегаза и воздуха в области давлений, где пробою предшествует коронный разряд, существенно больше, чем в случае однородных и слабонеоднородных полей. В этой же области, начиная с некоторого давления, наблюдается коэффициент импульса меньше единицы, т.е. пробивное напряжение при грозовом им- пульсе меньше пробивного напряжения при напряжении промышленной частоты (рис. 3.14). [c.53] Вернуться к основной статье