 |
Исследование влияния радиуса кривизны электродов на электрическое поле и электрическую прочность разрядного промежутка
|
|
|
|
Результаты расчета приведены в таблицах 3.1 - 3.3.
Таблица 3.1 - Распределение коэффициента эффективной ионизации по длине воздушного промежутка при относительной плотности воздуха δ = 0,9 и диаметре шаровых электродов d = 10 см
Значение αэф, при δ = 0,9; 
d = 10 см; S = 5 см; U = 129 кВE,
| кВ/см | |||||
U* 
| 0,77 | 1,00 | 1,08 | 1,10 | |
| 0 | 14 | 65 | 91 | 98 | 39,1 |
| 0,5 | 2 | 25 | 39 | 43 | 32,7 |
| 1,0 | 0 | 8 | 16 | 18 | 28,2 |
| 1,5 | 0 | 2 | 6 | 7 | 25,1 |
| 2,0 | 0 | 0 | 2 | 2 | 23,1 |
| 2,5 | 0 | 0 | 1 | 1 | 21,9 |
| 3,0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 21,5 |
| 3,5 | 0 | 0 | 1 | 1 | 22,0 |
| 4,0 | 0 | 0 | 2 | 3 | 23,4 |
| 4,5 | 0 | 4 | 9 | 10 | 26,2 |
| 5,0 | 1 | 18 | 29 | 32 | 31,0 |
| К | 8,26 | 61,3 | 97,2 | 108 | |
Таблица 3.2 - Распределение коэффициента эффективной ионизации по длине воздушного промежутка при относительной плотности воздуха δ = 0,9 и диаметре шаровых электродов d = 7,5 см
Значение αэф, при δ = 0,9; d = 7,5 см; S = 5 см; U = 129 кВE,
| кВ/см | |||||
| U*
| 0,67 | 1,00 | 1,16 | 1,18 | |
| 0 | 16 | 125 | 214 | 226 | 45,7 |
| 0,5 | 1 | 43 | 86 | 92 | 35,9 |
| 1,0 | 0 | 12 | 33 | 36 | 29,5 |
| 1,5 | 0 | 2 | 12 | 13 | 25,3 |
| 2,0 | 0 | 0 | 4 | 4 | 22,5 |
| 2,5 | 0 | 0 | 1 | 1 | 20,8 |
| 3,0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 20,1 |
| 3,5 | 0 | 0 | 1 | 1 | 20,3 |
| 4,0 | 0 | 0 | 2 | 3 | 21,8 |
| 4,5 | 0 | 2 | 11 | 13 | 25,1 |
| 5,0 | 0 | 19 | 44 | 48 | 31,2 |
| К | 8,3 | 101,0 | 204,0 | 220,0 | |
Таблица 3.3 - Распределение коэффициента эффективной ионизации по длине воздушного промежутка при относительной плотности воздуха δ = 0,9 и диаметре шаровых электродов d = 5 см
Значение αэф, при δ = 0,9; d = 5 см; S = 5 см; U = 129 кВE,
| кВ/см | |||||
| U*
| 0,51 | 1,00 | 1,35 | 1,36 | |
| 0 | 17 | 326 | 786 | 788 | 60,3 |
| 0,5 | 0 | 90 | 272 | 273 | 42,2 |
| 1,0 | 0 | 21 | 96 | 97 | 31,7 |
| 1,5 | 0 | 2 | 32 | 33 | 25,3 |
| 2,0 | 0 | 0 | 10 | 10 | 21,2 |
| 2,5 | 0 | 0 | 2 | 2 | 18,7 |
| 3,0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 17,4 |
| 3,5 | 0 | 0 | 0 | 1 | 17,4 |
| 4,0 | 0 | 0 | 3 | 3 | 18,8 |
| 4,5 | 0 | 0 | 16 | 16 | 22,6 |
| 5,0 | 0 | 18 | 88 | 88 | 31,0 |
| К | 8,3 | 229,0 | 653,0 | 655,4 | |
Выводы
Исследование влияния относительной плотности воздуха на электрическую прочность разрядного промежутка
|
|
|
При исследовании влияния относительной плотности воздуха на электрическую прочность разрядного промежутка расстояние между шарами и их радиус не изменялись, и картина электрического поля оставалась неизменной, поэтому коэффициент неоднородности в этом случае не меняется и равен [1]:
(4.1),
где 
- максимальная напряженность поля в межэлектродном промежутке, кВ/см; 
- минимальная напряженность поля в межэлектродном промежутке, кВ/см.
Значения и находим из таблиц 1.1 - 1.4.
Определяем коэффициент неоднородности:
.
Поле является неоднородным, если выполняется условие:
,3 < КН < 4 (4.2).
В данном случае условие выполняется, поле неоднородное (для всех относительных плотностей воздуха). 1. При δ = 0,9 (табл.1.1) и U* < 1,04 - корона, так как: выполняется условие самостоятельности разряда; поле неоднородно; на части разрядного промежутка αэф = 0, следовательно, промежуток сохраняет изоляционные свойства.
При U* > 1,06 происходит пробой разрядного промежутка, так как: выполняется условие самостоятельности разряда; αэф > 0 на всей длине разрядного промежутка, разряд занимает все межэлектродное пространство.
Тлеющего разряда быть не может, т.к. δ=0,9 а он возникает при 
. Значит это искра или дуга, выясним это. Вычислим мгновенный ток разряда:
(4.3),
где 
- число свободных электронов в разрядном промежутке;
(4.4), 
Кл - заряд электрона; t - время, с (t = 1с).
, при
U* = 1,06; 
Ток невелик, поэтому это искра.
При δ = 1,0 и U* < 1,16 - корона;
при U* > 1,18 - искра (табл.1.2).
При δ = 1,1 и U* < 1,26 - корона;
при U* > 1,28 - искра (табл.1.3).
При δ = 1,2 и U* < 1,38 - корона;
при U* > 1,39 - искра (табл.1.4).
Сведем результаты анализа в таблицу 4.1.
Таблица 4.1 - Зависимость пробивного напряжения от относительной плотности воздуха
| 0,9 | 1 | 1,1 | 1,2 |
| 1,06 | 1,18 | 1,28 | 1,39 |
|
|
|
Из таблицы 4.1 следует, что с увеличением относительной плотности воздуха пробивное напряжение возрастает, следовательно, электрическая прочность промежутка увеличивается.
На практике влияние относительной плотности воздуха на электрическую прочность разрядного промежутка нашло широкое применение в электроэнергетике:
в воздушных и элегазовых выключателях [6];
в газонаполненных кабелях низкого, среднего, высокого давления [3];
в герметизированных распределительных устройствах, в которых используется элегаз под давлением, поэтому распределительные устройства получаются весьма компактные [6].
|
|
|
