Физические величины - Бабичев А.Н.
ISBN 5-283-04013-5
Скачать (прямая ссылка):
В неоднородном поле пробивное напряжение газа при том же расстоянии между электродами тем ниже, чем больше степень неоднородности поля. Поэтому в однородном поле Uпр газа максимально. Наименьшее значение Unp имеет газовый промежуток между электродами стержень — плоскость, между которыми создается электрическое поле с наиболее высокой степенью неод-
/
У
E у / t г
J - 1
- S
U Nj У У
У
10 ° 8 Е
? -? UJ
2 1 0,8
0,01 0,0? 0,10,Z 0,4 1 Z ? d,CM
Рнс. 23.2. Зависимость Unp и Env (в амплитудных зна-ченіпх) в однородном поле от расстояния между электродами в воздухе при частоте 50 Гц, температуре 20°С и давлении 0,1 МПа [15]
Рис. 23.3. Зависимость амплитудных значений Usip воздушного промежутка от расстояния между электродами стержень—стержень (/) и стержень—плоскость (2) при частоте 50 Гц, температуре 20°С и давлении 0,1 МПа [16]
породности. На рис. 23.2 и 23.3 приведены зависимости Uпр воздушного промежутка от расстояния между электродами для однородного и резконеоднородных полей.
В несимметричных электрических полях, которые создаются либо между электродами неодинаковой формы, либо между одинаковыми электродами при заземлении одного из них (прн этом симметрия поля нарушается влиянием земли и других заземленных предметов), при пробое газового промежутка на постоянном напряжении характерно существенное влияние на Unll полярности электродов (рис. 23.4) Этот эффект обусловлен влиянием положительного объемного заряда, образующегося вблизи электрода с меньшим радиусом кривизны (у незаземленного электрода при одинаковой их форме).
Пробой газа при высоких частотах отличается своеобразием. На рис. 23.5 приведена зависимость пробив-
У„р, кВ
1ZB —
ВО
Рис 23.4. Зависимость Unp воздушного проме- tfQ жутка от расстояния между электродами стер- ZO жень — плоскость при различной их полярности [17] в
1,0
1,1-
о.
1,2
8: ? 1,0
0,8
0,5
Рис. 23.6. Зависимость амплитуды разрядного напряжения в воздухе вдоль различных изоляционных цилиндров диаметром 50 мм в однородном поле при частоте 50 Гц от длины промежутка (высоты
цилиндра) d: 1 — парафин; 2 — стекло; 3 — стекло при неплотном контакте с электродами; 4 — чисто воздушный промежуток [18]
f, Ги,
Рис. 23.5. Зависимость отношения пробивного напряжения воздуха при нормальных условиях в однородном поле от частоты f к пробивному напряжению при постоянном токе [9]
I кВ ? / /2
/ /
|/ 3 у
/ У /
/// /
V
546 ного напряжения воздуха в однородном электрическом поле при давлении 0,1 МПа от частоты (рассматривается отношение Unpf прн частоте f к Unvo в постоянном электрическом поле). При частотах до IO4 Гц пробивное напряжение от частоты не зависит, а с дальнейшим ростом частоты постепенно снижается, проходя через минимум в области частот IO6—IO7 Гц. Спад объясняется образованием в разрядном промежутке объемного заряда, облегчающего пробой При последующем возрастании частоты Usiv резко увеличивается. Это обусловлено тем, что с уменьшением времени полупериода при высоких частотах для накопления электронами достаточной для ионизации молекул энергии требуется существенное увеличение приложенного напряжения.
Разряд в воздухе вдоль поверхности твердого диэлектрика называют поверхностным разрядом или поверхностным перекрытием. Внесение твердого диэлектрика в воздушный промежуток существенно снижает его разрядное напряжение, даже если цилиндрический образец поместить между параллельными пластинами, создающими в промежутке однородное поле. Хотя в этом случае образующие цилиндра совпадают с направлением силовых линий электрического поля и поэтому поле, казалось бы, должно оставаться однородным, разряд всегда развивается в воздухе вдоль поверхности твердого диэлектрика при более низком напряжении, чем в чисто воздушном промежутке без цилиндра из твердого диэлектрика. На рис. 23.6 приведены зависимости напряжения поверхностного разряда в воздухе вдоль изоляционных цилиндров из различных твердых диэлектриков при частоте 50 Гц от высоты цилиндра (длины разрядного промежутка). Снижение разрядного напряжения обусловлено нарушением однородности электрического поля, так как пленка влаги на поверхности диэлектрического цилиндра имеет неодинаковую толщину в различных участах вдоль длины образца, в результате чего напряжение вдоль цилиндра распределяется неравномерно. Поэтому гидрофобный (несмачивающийся) парафин в меньшей степени снижает разрядное напряжение по сравнению с чисто воздушным промежутком, чем гидрофильный (смачивающийся) фарфор или стекло. При
I к-В / /
/ / /
Z X-
/ / И /
/ 'А /
J /А У
у А У
/ /// E
/л г> Sr
ts^; і
О ? 8 72 Z,CM
Рис. 23.7. Зависимость амплитудного разрядного напряжения в воздухе от расстояния между электродами по поверхности твердых диэлектриков в неоднородном поле прн частоте 50 Гц:
I — чисто воздушный промежуток; 2 —парафин; 3 — бакелит; 4 — фарфор и стекло 481
