Пробивное напряжение газов

В однородном поле пробой наступает практически мгновенно по достижении определенного напряжения Unp. Между электродами возникает искра, которая при достаточной мощности источника напряжения может перейти в электрическую дугу. Для газов установлен закон Пашена при неизменной температуре пробивное напряжение газа зависит от произведения его давления р на расстояние d между электродами Un-p = f(pd). На рис. 23.1 эта зависимость представлена для воздуха и водорода. Для каждого газа характерно существование минимального значения пробивного напряжения при определенном значении pd (для воздуха 327 В при pd = 665 Па-мм). Минимальное пробивное напряжение некоторых других газов. В аргон 195 водород 280 углекислый газ 420. Если иметь в виду пробой на переменном напряжении, то приведенные данные относятся к амплитудным значениям. Как видно из рис. 23.1, при давлении, близком к нормальному (0,1 МПа), и реальных межэлектродных расстояниях произведение pd таково, что рабочая точка для воздуха находится на правой ветви кривой Пашена. Поэтому с увеличением р или d t/np растет, а при уменьшении их — снижается. Левая ветвь соответствует разреженным газам, так как меж-электродные расстояния порядка 0,001 мм при атмосферном давлении на практике не применяются. Для повышения Unp газовых промежутков используют как повышение давления (обычно до 1,5 МПа), так и глубокое разрежение газа (вакуум). При значительном снижении давления газа (левая ветвь кривой Пашена) Unp растет из-за затруднения образования газового разряда вследствие малой вероятности столкновения заряженных частиц с молекулами. Но рост не беспределен при давлениях порядка 10 —10- Па (10- —10— мм рт. ст.) газовый разряд переходит в вакуумный. Вакуумный же пробой обусловлен процессами на электродах, и поэтому Unp в вакууме зависит от материала и состояния поверхности электродов [13, 14]. [c.545]

В неоднородном поле пробивное напряжение газа при том же расстоянии между электродами тем ниже, чем больше степень неоднородности поля. Поэтому в однородном поле (Упр газа максимально. Наименьшее значение L/np имеет газовый промежуток между электродами стержень—плоскость, между которыми создается электрическое поле с наиболее высокой степенью неод- [c.546]

Пробивным напряжением газа является напряжение искрового разряда. Кроме искрового разряда может быть дуговой разряд, характеризующийся большой плотностью тока и возникновением между электродами электрической дуги. Переход искрового разряда в дуговой связан с очень быстрым расширением главного искрового разряда и взрывной волной в радиальном направлении. При дуговом разряде имеет место термическая ионизация газа. [c.62]

Относительное пробивное напряжение газов по сравнению с воздухом указано в табл. 3.2. [c.50]

Газ Относительное пробивное напряжение Газ Относительное пробивное напряжение [c.441]

Рис. 3.26. Характер зависимости пробивного напряжения газов от частоты

Если включить на остаточный ствол дуги напряжение II = I кв при / = 0, ток не пойдет, так как проводимость в этот момент уже практически равна нулю, а пробивное напряжение газа (5 кв) еще не достигнуто. Если же в этот момент будет приложено напряжение [c.198]

Качественно ход кривой Пашена (рис. 18.4) объясняется следующим образом. Эффективность процессов ударной ионизации определяется, во-первых, средним числом столкновений электронов, приходящимся на единицу длины пути и, во-вторых, вероятностью того, что столкновение электрона с молекулой или атомом закончится ионизацией. Одновременное действие этих двух факторов при разном диапазоне значений р и /г обусловливает величину (/ р газового промежутка при малых рк в основном влияет первый фактор, а при больших — второй. Положение минимума пробивного напряжения газов (327 В для воздуха, 280 В для водорода, 420 В для СО2) соответствует перегибу кривой зависимости а от , т. е. непосредственно связано с ударной ионизацией электронами. [c.148]

Пробивная напряженность газа в сильной степени зависит от плотности газа, т. е. от давления, если температура постоянна. При больших давлениях и соответственно повышенной плотности газа расстояние между отдельными молекулами становится меньше тем самым уменьшается длина свободного пробега электронов, и, как следует из формулы (109), для того чтобы пробой произошел, пробивная напряженность газа должна быть больше. При уменьшении давления вначале наблюдается падение пробивной напряженности, как это видно из рис. 62 (если расстояние между электродами будет неизменным) когда [c.101]

Пробивное напряжение газов разного состава в сравнении с пробивным напряжением воздуха при температуре 20° С и давлении 760 мм рт. ст. [c.103]

Наименование газа Химический состав Отношение пробивного напряжения газа к пробивному напряжению воздуха [c.103]

Пробивная напряженность газа в сильной степени зависит от плотности газа, т. е. от давления, если температура постоянна. При больших давлениях и соответственно повышенной плотности газа расстояние между отдельными молекулами становится [c.87]

Фиг. 44. Зависимость пробивной напряженности газа от давления

Экспериментально было установлено, что пробивное напряжение газа зависит от величины произведения давления газа на расстояние между электродами. Эта зависимость получила наименование закона Пашена позже этот закон получил и теоретическое обоснование. [c.89]

Пробивное напряжение газа в однородном поле меняется в зависимости от частоты, особенно при радиочастотах. На фиг. 47 показана зависимость пробивного напряжения воздуха между двумя сферами от частоты приложенного напряжения. [c.90]

Отношение пробивного напряжения газа к пробивному напряжению воздуха [c.91]

Рассмотрение одновременного влияния на пробой газов плотности р и расстояния между электродами к привело к установлению зависимости пробивного напряжения газа не от величин р и /г в отдельности, а от произведения этих величин. Это положение известно под названием закона Пашена. На рис. 2-27 даны иллюстрации закона Пашена для воздуха и водорода. Как видно, для газов существует [c.60]

Как правило, пробивные напряжения газов при одинаковых расстояниях между электродами тем меньше, чем меньше однородность электрического поля. В неоднородных полях имеются места с повышенной напряженностью электрического поля, где и начинается ударная 2-28 Схема ионизация при сравнительно небольшом возникновения ко-напряжении на электродах. В качестве роны между двумя примера рассмотрим явления, происхо- коаксиальными ци-дящие в газе при высоких напряже- линдрами. ниях между двумя коаксиальными цилиндрами (рис. 2-28). В любой точке силовой линии, начинающейся на внутреннем цилиндре и оканчивающейся на внешнем, с радиусом х напряженность электрического поля выражается уравнением [c.61]

Рис. 1. Зависимость пробивного напряжения газов от произведения давление газа на толщину слоя газа (поле однородное)

Рис. 10. Зависимость пробивного напряжения газов от произведения давления газа на расстояние между электродами

НИЯ воздуха влагой (точка росы). Образование капелек воды на электродах в газе вызывает понижение пробивного напряжения газа. [c.20]

Из изложенного следует, что пробой газов - явление электрическое. Поэтому все численные результаты экспериментов по пробою газов относятся к максимальным (амплитудным) значениям напряжения. Поскольку в разрушении жидких и особенно твердых диэлектриков существенную роль играют тепловые процессы, то при приложении к диэлектрикам переменного напряжения численные значения пробивного напряжения относятся к действующим. [c.117]

Пробой воздуха развивается весьма быстро, поскольку он связан с разгоном электрическим полем частиц с большой подвижностью. При расстоянии между электродами 1 см пробой успевает завершиться за 10 —10 с. Поэтому практически скорость подъема напряжения на испытательном трансформаторе не влияет на электрическую прочность газов. Но при достаточно кратковременном воздействии напряжения, например отдельными импульсами, разряд в газе может и не оформиться, особенно при значительных расстояниях между электродами. В силу этого коэффициент импульса, равный отношению пробивного напряжения при импульсах к пробивному напряжению при постоянном токе или при 50 Гц, оказывается для газов больше единицы. Коэффициент импульса зависит от формы самого импульса, от формы электродов и расстояния между ними как правило, он не более 2. [c.66]

Скорости распространения электронных лавин к аноду, стримера к катоду и электронов с катодного пятна к аноду большие, поэтому пробой газа в однородном поле развивается весьма быстро. Например, пробой промежутка 1 см при нормальных атмосферных условиях завершается за 10" — 10" с. Благодаря большой скорости развития пробой газов на переменном напряжении с частотой 50 Гц происходит, если амплитудное значение приложенного напряжения достигает пробивного напряжения промежутка на постоянном токе. При кратковременном воздействии напряжения разряд в газе может не оформиться и пробивное напряжение повышается. Такое увеличение характеризуют коэффициентом импульса АГ п = [c.173]

На величину пробивной напряженности поля влияют форма электродов и в соответствии с этим однородность поля, длительность действия напряжения, род тока, частота, температура и влажность диэлектрика, давление. Однородность поля будет рассмотрена при пробое газов. [c.29]

Рис. 3.2. Зависимость пробивного напряжения некоторых газов и паров от расстояния между электродами

Т а б л и ц а 3.2 Пробивное напряжение и температура кипения газов [c.50]

Наконец, стример достигает катода, и электропроводящий плазменный канал замыкает разрядный промежуток. В результате ударов положительных ионов на поверхности катода образуется катодное пйтно, излучающее электроны, которые со скоростью 10 м/с распространяются по электропроводящему плазменному каналу к аноду. Этот процесс наблюдается в разрядном промежутке как искра (искровой разряд). Пробивным напряжением газа является напряжение, при котором происходит искровой разряд. Если мощность источника напряжения достаточна для поддержания испарения металла катода и мощного дугового разряда, то между электродами загорается электрическая дуга (дуговой разряд). [c.173]

Пробивное напряжение газа в однородном поле меняется в зависимости от частоты, особенно при радиочастотах. На рис. 64 показана зависимость пробивного напряжения ьоздуха между двумя сферами от частоты приложенного напряжения. По оси ординат отложено отношение пробивного напряжения при данной частоте к пробивному напряжению при постоянном токе. По оси абсцисс отложена частота в логарифмическом масштабе. [c.103]

Как правило, пробивные напряжения газов при одинаковых расстояниях между электродами тем меньше, чем меньше однородность электрического поля. В неоднородных полях имеются места с повышенной напряженностью электрического поля, где и начинается ударная ионизация при сравнительно небольшом напряжении на элек- Рис. 2-28. Схема [c.73]

Влажность газообразных диэлектриков также оказывает влияние на величину их пробивного напряжения, которое возрастает с увеличением влажности газа, но только до наступления полного насыщения воздуха влагой (точка росы). Образование капелек воды на электродах в газе вызывает понижеиие пробивного напряжения газа. [c.15]

Одновременно с ростом стримера, направленного от катода к аноду, начинается образование встречного лавинного потока положительно заряженных частиц, направленного к катоду. Положительный стример представляет собой канал газоразрядной плазмы. Это объясняется тем, что электронные лавины оставляют на своем пути большое число вновь образованных положительных ионов, концентрация которьк особенно велика там, где лавины получили свое наибольшее развитие, т. е. около анода. Если концентрация положительньк ионов здесь достигает определенного значения (близкого к 10 ионов в 1 см ), то, во-первых, обнаруживается интенсивная фотонная ионизация, во-вторых, электроны, освобождаемые частицами газа, поглотившими фотоны, притягиваются положительным пространственным зарядом в головную часть положительного стргсмера и, в-третьих, вследствие ионизации концентрация положительных ионов на пути стримера увеличивается. Насыщение электронами пространства, заполненного положительными зарядами, превращает эту область в проводящую газоразрядную плазму. Под влиянием ударов положительных ионов на катоде образуется катодное пятно, излучающее электроны. В результате указанных процессов и возникает пробой газа. Обычно пробой газа совершается практически мгновенно длительность подготовки пробоя газа при длине промежутка 1 см составляет 10 - 10 с. Чем больше напряжение, пркближснпОс к газовому промежутку, тем быстрее может развиться прооой. Если длительность воздействия напряжения очень мала, то пробивное напряжение повышается. [c.119]

Говоря о применении элегаза, следует иметь в виду его сравнительно высокую стоимость. В целях удешевления газовой изоляции часто применяют элегаз в смеси с более дешевым азотом. Такая смесь-обычно применяется в уст-]юйствах с большим заполняемым газом объемом, а также для работы при низких окружающих температурах. На рис. 3-5 показана зависимость пробивного напряжения смеси элегаза с азотом в зависимости от их соотношения. Из рис. 3-5 видно, что при данных условиях пробивное напряжение смеси, содержащей до 40 % азота, очень мало отличается от пробивного напряжения чистого элегаза. [c.92]

Пробой газа в неоднородном поле заметно отличается от пробоя в однородном поле, как по величине пробивного напряжения, так и по характеру самого процесса иробоя. В неоднородном поле, которое возникает между острием и плоскостью, между проводами и шарами [c.32]

Жидкие диэлектрики отличаются значительно более высокой электрической прочностью, чем газы, несмотря на большую зависимость электрических свойств жидкостей от загрязнений, которые в, газообразном состоянии почти не изменяют электрической прочности газа. Основной причиной более высокой прочности жидких диэлектриков является их более высокая (в 2000 раз) плотность и значительно меньшие расстояния между молекулами. Однако примеси полярных жидких (эмульсии) или твердых (суспензии) веществ порождают новые формы теплового НЛП ноннзацнонпого (в случае газообразных включений) иробоя, которые снижают пробивное напряжение даже неполярных жидкостей, у которых в чистом виде пробой носит характер ударной, ионизации, как у газов, но вследствие значительно меньшей длины свободного.пробега ионов для развития процесса ударной ионизации требуется более высокое напряжение. [c.32]

Теория электрического пробоя. В основе электрического пробоя твердых диэлектриков лежат электронные процессы ударной ионизации, которые и объясняют пробой твердого диэлектрика импульсами напряжения длительностью 10 —10 сек. В этом процессе исключается влияние диэлектрических потерь и нагрева материала под действием напряжения. Как и в газах, пробой наступает мгновенно, не зависит от времени действия напряжения и связан с разрушением молекулярной и кристаллической структуры материала. При электрическом пробое решающим фактором является напряженность электрического поля, так как именно она обусловливает процесс образования и движения электронов в диэлектрике. Этим и, определяются закономериости изменения пробивного напряжения от времени, температуры и частоты, которые наблюдаются при электрическом пробое. [c.39]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...