Зависимость начального напряжения от частоты

Условие самостоятельности разряда. Начальное напряжение. Закон Пашена. Особенности возникновения самостоятельного разряда в промежутках с неоднородным полем: начальная напряженность, закон подобия, влияние полярности.

Условие самостоятельности разряда:

где L – расстояние между электродами,

или:

άL=K; ά=Ap exp(-Bp/E);

E=U/L;

Закон Пашена: при неизменной температуре пробивное напряжение газа

в промежутке с однородным полем является функцией произведения давления на расстояние между электродами.

Uo – начальное напряжение, минимальное напряжение, при котором выполняется условие самостоятельности разряда.

Одн. поле: Up=24.5δL+6.4 [sqrt(δL)]; Ep=24.5δ+6.4[sqrt(δ/L)].

Неодн. поле: разрядное напряжение – полная потеря промежутком диэлектрических свойств.

Uн=f(pL, R1/L, R2/L...).

Закон подобия: для неоднородного поля при неизменной температуре начальное напряжение является функцией произведения давления газа на 1 из геометрических размеров промежутка и отношений к этому размеру всех остальных геометрических размеров, опред-щих форму промежутка.

Uo при «+» электроде больше, чем при «-», т.к. γ меньше,

Uo~(1/ γ) => при «-» фотоионизация не только в объёме,но и на электроде

Если разрядный промежуток несимметричный, то пробивное напряжение зависит от полярности электрода с меньшим радиусом кривизны.

Up при «-» полярности стержня выше, чем при «+». Объясняется это разной подвижностью электронов и ионов, котор. Усиливают или ослабляют поле

5. Понятие о стримере и его хар-ки. Особенности возник-я и развития в промежутках с неодн. Полем при “+” и “-” полярностях. Стримерный пробой: влияние геометрии промежутка, коэф-та неодн. Стример - не термоионизированный плазменный канал, имеющийизбыто-чный заряд на конце, создающего местное усиление электрического поля и обеспечивающего непрерывное удлинение плазменного канала.Особенно-сти...При определенном значении напряжения условия формирования стримера у положительного стержня бу­дут обеспечены, т. е. напряжен-ность электрического поля отзаряда лавины Eл и результирующая напряженность у головки лавины Ерез=Еo+Eл достаточны для возникновения стримера. E1(x)- напряженность при начальном напряжении, E2(x)- выше начальн. Eл(х) – от зарядов единичной лавины.

При том же напряжении, но при отрицательном стержне величина Eл будет примерно такой же, как и при положительном стержне, так как напряженности электрического поля

в промежутках одинаковы и, следовательно, одинаково число электронов и ионов в лавинах. Однако результирующ. напряженность Ерез=Еo+Eлсущественно меньше, чем при “+” стержне. =>, при отрицательном стержне для формирования стримера, а значит, и для пробоя промежутка не обходимо повышать напряжение. Вывод: Пробивное напряжение при положительной полярности меньше. Пробой - полная потеря электрической прочности промежутка

Влияние геометрии и kн:	Данная завис-ть для пост. Плотности Воздуха и
	пост. R для коакс. Системы электродов. 1 – нач. напр. 2- пробивн. Напр. Если радиус наружного цилиндра сохранять пост., а внутреннего увеличивать, но нач. напр. Вначале будет возрастать а потом снизится до 0. Это связано с тем, что при увеличении ro происходит как уменьшение коэф-та неоднородности, так и длины промежутка.
	Область I – с резконеодн. Полем, но корона имеет лавинный хар-р. II- с резконеодн. Полем, корона имеет стримерный хар-р. III – некороеирующие промежутки. Зависимость нач. напряжения от относит плотности газа, при разных отношениях радиусов.

6.Понятие о лидере и его основные характеристики. Особенности возникновения лидера при положительной и отрицательной полярности. Лидерный пробой. Лидер – это термоинозованный плазменный канал, с головки которого развивается стример. С ростом приложенного к промежутку напряжения длина стримера возрастает и возрастает емкость между стримером и противоположным электродом. Это приводит к увеличению тока в канале стримера и его разогреву. В результате электрофизических и термодинамических процессов, происходящих в канале, проводимость канала стримера резко (на 2 порядка) возрастает и он переходит в канал разряда, назыв. лидером. Лидерный пробой. Концентрация заряженных частиц в канале лидера значительно выше, чем в стримере, поэтому падение напряжения на нем меньше, и это способствует его продвижению к противополож-ному электроду. Поскольку для нагрева канала разряда требуется некоторое время, скорость продвижения лидера существенно меньше скорости развития стримеров и имеет порядок 10^6 см в сек. При приближении лидера к плоскости напряженность еще не пробитой части промежутка резко возрастает. Возникает интенсивная ионизация, превращающая газ в этой части промежутка в плазму с более высокой концентрацией заряженных частиц, чем в канале лидера. Большая напряженность на границе образовавшегося высокоионизованного канала и канала лидера приводит к распространению зоны интенсивной ионизации по направлению к стержню со скоростью порядка 10^9 см/c. Этот процесс, сопровождающийся яркой вспышкой канала и прохождением по нему импульса большого тока называется главным разрядом. На развитие лидера влияет полярность:

при отрицательном стержне для формирования стримера, а значит, и для пробоя промежутка не обходимо повышать напряжение.

Вывод: Пробивное напряжение при положительной полярности меньше

7.Время развития заряда и его составляющие. Вольт-секундные х-ки воздушных промежутков при грозовых и коммутац. импульсах. При кратковременных импульсах значение разрядного напряжения воздушных промежутков зависит от продол­жительности воздействия. Если к промежутку приложено напряжение, достаточное для пробоя, то для развития и завершения разряда в промежутке необходимо опреде­ленное время tp, называемое временем разряда. Развитие самостоятельного разряда начинается с появ­ления в промежутке эффективного начального электрона, что является случайным событием. Время ожидания эф­фективного электрона tc подвержено разбросу и поэтому называет­ся статистическим временем запаздывания разря­да. Это первая составляющая времени разряда. Другой составляющей, имеющей также статистический характер, является время формирования разряда tф, т. е. время от момента появления начального электрона до завершения пробоя промежутка. При достаточно большой длительно­сти фронта импульса имеет значение также холостое время tx, представляющее собой время подъема напряжения до значения Uн. Т.о время разряда определяется как:

Если длительность приложенного к промежутку импульса меньше времени разряда, то пробоя не произойдет, хотя значение напряжения было бы достаточным для этого при длительном воздействии. Составляющие tc и tф

зависят от значения напряжения на промежутке. При увеличении напряжения повышается вероятность того, что появляющиеся в промежутке электроны станут эффективными и tс уменьшится. Сокращается также и tф, поскольку

при большем напряжении возрастает интенсивность разрядных процессов.

Up=f(tp) – вольт-секундная характеристика (зависит от формы импульса).

Грозовые импульсы:	1 – слабонеоднородное и однородное поле; 2 – резконеоднородное поле (грозовые импульсы).	Вольт-секундная хар-ка изоляции- Зависимость max напряжения от времени действия импульса.
Коммутационные импульсы:
	лав – лавинная стадия; стр – стримерная стадия; лид – лидерная стадия; г.р. – главный разряд.

8.Зависимость начальных и разрядных напряжений воздушных промежутков от температуры, давления и влажности воздуха, от частоты воздействующего напряжения. Учет атмосферных факторов необходим в двух характерных случаях: 1) чтобы иметь возможность сопоставлять разряд­ные напряжения, а для этого они должны быть отнесены к одинаковым условиям; 2) чтобы установить ис­пытательные напряжения в конкретных условиях экспери­мента по нормированным значениям, отнесенным к нор­мальным атмосферным условиям. Связь между разрядными или испытательными напря­жениями, соответствующими нормальным атмосферным условиям и условиям испытаний, устанавливается формулой (1), где U – разрядное или испытательное напряжение в условиях эксперимента. Uo – напряжения при нормальных атм. Условиях. kр, kt, kгамма – поправочные коэффициенты, учитывающие соответственно давление, температуру и влажность воздуха. При испытаниях внешней изоляции в сухом состоянии вводится поправочный коэффициент на абсолютную влажность воздуха

(1)

m, n w берутся из справочника

k<1 при влажности больше нормальной. Это происходит т.к. пары воздуха электроотрицательны происходит захват электрона с образованием

ионов “-” ,в следствие чего разрядное напряжение Uр возрастает.

Зависимость начального напряжения от частоты