3.9.Контрольные вопросы

1. Что такое объемный заряд и как он влияет на пробивное напряжение?

2. При каком положении диэлектрического барьера пробивное напряже­ние промежутка "стержень - плоскость" наибольшее?

3. Объясните процесс разряда при положительной полярности на стержне и отрицательной на плоскости. Приведите зависимость Е_рез,= f(S) в этом проме­жутке.

4. Объясните процесс разряда при "минусе" на стержне и "плюсе" на плоскости. Приведите зависимость Е_рез = f(S).

5. Объясните влияние барьера на разрядное напряжение промежутка "стержень - плоскость" при положительной и отрицательной полярностях стержня.

6. Приведите примеры использования барьеров в изоляции высоковольт­ных трансформаторов.

7. Приведите схему последовательности стадий газового разряда в резко неравномерном поле длинных промежутков.

8. В каких высоковольтных изоляционных конструкциях применяются барьеры?

9. Какие материалы используются для изготовления барьеров?

10. Как влияет полярность напряжения на начальные и пробивные напряжения промежутков с однородным, слабо неоднородным и резко неоднородным полями?

11. Что означает начальная напряженность и начальное напряжение. Методика их расчета.

Лабораторная работа №4 Исследование влияния эксплуатационных факторов на электрическую прочность газоразрядных промежутков

4.1. Цель работы

Исследование зависимости разрядного напряжения в воздухе от конфигурации поля, расстояния между электродами, давления, температуры и частоты.

4.2. Программа работы

Ознакомиться с испытательной установкой и правилами безопасной работы.

Задание 1.Определить пробивные напряжения при одном давлении для различных межэлектродных промежутков (Т = const).

Задание 2.Определить пробивные напряжения при различных давлениях и постоянном расстоянии между электродами (Т = const).

Задание 3.Определить пробивные напряжения с давлением ниже атмосферного (Т = const).

Задание 4.Определить пробивные напряжения при разных значениях Р и S (S = const).

Задание 5.Определить пробивные напряжения при изменении расстояния и температуры (Р = const).

Задание 6.Определить пробивные напряжения заданий 1 - 4 при частоте 400 Гц.

Задание 7.По данным п.п. 1-6 построить зависимости пробивных напряжений, с учетом изменения частоты, расстояния, температуры и давления, провести расчет U_пр.

4.3. Краткие теоретические сведения

Если к электродам, между которыми находиться диэлектрик, приложить возрастающее во времени напряжение, то при некотором его значении в промежутке появляется канал высокой проводимости и весь промежуток становиться проводящим (разряд в газе при низком давлении). Это явление получило название пробоя, а напряжение источника, при котором наблюдается явление пробоя, называется пробивным (U_пр).

Пробой крайне опасное явление при эксплуатации изоляции электрооборудования. Чтобы правильно сконструировать изоляцию, необходимо знать закономерности пробоя различных диэлектриков в условиях эксплуатации. Широкие исследования ведутся в области газового разряда, т.к. процессы, происходящие при разряде в газах, используются в различных разрядниках, в газоразрядных трубах, электрофильтрах, в устройствах по получению и использованию плазмы, в устройствах по осуществлению термоядерного синтеза и т.д.

Классификация разрядов в газе

При приложении к промежутку между электродами электрического поля Е в газе возникают процессы ионизации, в результате которых в промежутке образуются электроны и положительные ионы, движущиеся соответственно к аноду и катоду и создающие электрический ток между электродами. Но прохождение этого тока прекращается, как только все заряды нейтрализуются на электродах. Этот процесс еще нельзя назвать пробоем, т.к. он нестационарный. Чтобы он был непрерывным, необходим источник, постоянно поставляющий электроны для следующих актов ионизации, Т.е. внешний ионизатор. Внешним ионизатором могут служить космическое излучение, излучения при радиоактивном распаде, источник коротковолнового излучения (вакуумный ультрафиолет, γ-лучи и др.) Разряд, существующий при поддержке внешнего ионизатора, вызывающего возникновение свободных электронов, называется несамостоятельным.

Критерием пробоя промежутка является выполнения условия самостоятельности разряда. Самостоятельным называется разряд, в котором появление заряженных частиц, необходимых для поддержания разряда, обусловлено ионизационными процессами, возникающими в самом газовом промежутке и на поверхности катода без облучения его источником излучения.