Пробой газообразных диэлектриков

Электропрогрев бетона и мерзлых грунтов в строительной практике.

Электрофицированные инструменты и безопасность их эксплуатации.

Техника электробезопасности при выполнении Эл.сварочных работ.

Основы Эл. безопасности при экспл-ции Эл. установок на строительной площадке.

Оказание помощи при поражении Эл.током.

Основные и дополнительные средства защиты от пораджения Эл.током, предъявляемые к ним требования.

Классиф-ция помещений по опасности пораже-ния Эл.током.

Опасные значения тока и напряжение, их зависимость от электр-го сопротив-я организма.

Действие электр. тока на организм человека. Степени поражения человека электрически током.

Естественные и искусственные заземлители. Элементы, подлежащие заземлению.

Методы расчета электрического освещения.

Нормы освещенности и их определение.

Элементы автоматики в схемах автома-тического управления Эл. приводом.

Реверсивный магнитный пускатель- схема и принцип реверсирования.

Магнитный пускатель-утр-во, назначение элем-в, их взаимодествие.

Расчет плавкой вставки предохранителя.

Аппаратура защиты Эл.установок от перегрузок и коротких замыканий.

Определение расч-ой мощности потребите-лей Эл.энергии жилых зданий и строител-х площадок.

Режимы работы Эл. двигателя и выбор мощности.

Энергетическая диаграмма и КПД эл.двигателей. Потери мощностей в Эл.двигателях.

Электропривод-назначение,классиф-я.Элементы электропривода.

Расчет сечения проводов по допустимой потере напряжения.

Выбор сечения проводов по допустимому току.

46.Электродвигатели электропривода – назначение и классиф-я.

47. Трехфазный асинхронный Эл.двигаетль – устр-во и прин-п действия.

48.Соединение обмоток з-х фазного двигателя «звездой» и «треугольником».

52.Электроаппаратура ручного управления – дост-ва и недостатки.

54. Плавкие предохранители – устр-во, назначение, прин-п действия.

56.Тепловое реле в схемах электропривода – утр-во, пр-п действия, назначение.

57. Автоматические выключатели – устр-во, пр-п действия, назначение.

59. Магнитный пускатель в схемах электропривода – работа схемы в различных режимах.

62. Электрическое освещение – системы и виды.

63. Светильники –их назначение и класс-ия по распределению светового потока.

66. Люминисцентные лампы – устр-во, пр-п действия, достоин-ва, недостатки.

67. Защитное заземление и зануление – назначение и устр-во.

72.Электротравмы – их классиф-ция и меры предупреждения.

Диэлектрик конденсатора, как правило, подвергается воздействию сильного электрического поля. Его действие особенно существенно в высоковольтных конденсаторах, однако и для низковольтных конденсаторов напряженность поля достаточно высока, так как, чтобы повысить удельную емкость конденсатора, толщину диэлектрика выбирают малой. Для того чтобы исключить возможность пробоя или старения диэлектрика в этих условиях, надо хорошо знать закономерности и механизмы указанных явлений.

Закономерности пробоя газообразных диэлектриков важно знать для оценки рабочих напряжений высоковольтных конденсаторов – газонаполненных или имеющих газовые включения в диэлектрике. Пробой газа при нормальном или повышенном давлении представляет собой искровой разряд, характеризующийся распространением в разрядном промежутке ярко светящихся каналов пробоя малого диаметра. Экспериментальные исследования показывают, что при пробое сравнительно небольших газовых промежутков сначала образуются электронные лавины, распространяющиеся обычно от катода к аноду со скоростью . Эти лавины обусловлены процессом ударной ионизации молекул газа электронами. Как только лавина достигает анода, от него к катоду с гораздо большей скоростью распространяется так называемый стример, сопровождающийся ионизацией газа и состоящий из многочисленных, соединяющихся между собой лавин. Лавины появляются в объеме газа в результате фотоионизации одной из молекул фотонами, излучаемыми возбужденными молекулами, или в результате процессов рекомбинации электронов и ионов. Таким образом, стример образуется за счет двух основных процессов – фотоионизации и ударной ионизации.

Пробивное напряжение газа зависит от произведения давления на расстояние между электродами (закон Пашена) и почти одинаково как для пробоя между металлическими электродами, так и между диэлектрическими поверхностями в газовых прослойках изоляции. Зависимость изображается кривой с минимумом (рис. 1.1). Объяснение закона Пашена и формы кривых возможно на основе простейшей теории пробоя газа – теории Таунсенда. Согласно теории Таунсенда разряд в газе наступает в том случае, если в объеме газа происходит интенсивная ударная ионизация электронами, а образующиеся при этом положительные ионы, бомбардируя катод, обеспечивают поступление в объем газа вторичных электронов в количестве, достаточном для компенсации электронов, уходящих после ионизации на анод. Исходя из этой модели процесса, получают условие пробоя Таунсенда:

,

где – коэффициент ударной ионизации Таунсенда; – коэффициент ионно-электронной эмиссии из катода.

В соответствии с правилами теории подобия, и представляют собой однозначные функции отношения , т.е.

, .

Подставляя эти функции в условие пробоя Таунсенда и принимая во внимание, что , получаем выражение:

,

из которого вытекает, что является однозначной функцией произведения .

Рис. 1.1. Кривые Пашена для воздуха, кислорода и водорода

Снижение с уменьшением происходит до тех пор, пока длина пробега электрона между актами ионизации , остается значительно меньше расстояния между электродами . Как только становится сравнимым с , достаточное для развития электронных лавин количество актов ионизации можно обеспечить лишь за счет существенного увеличения напряженности поля , чем и объясняется рост с уменьшением при малых значениях или . В однородном поле для воздуха минимальное пробивное напряжение на кривой Пашена ( ). Следует, однако, отметить, что при атмосферном давлении характер зависимости отличается от данных на рисунке 1.1: вместо возрастания при уменьшении сначала после достижения наблюдается участок, где , затем начинает уменьшаться. Эти особенности связаны с изменением механизма пробоя – вместо газового разряда, связанного с ударной ионизацией, в области происходит, вероятно, пробой, связанный с эмиссией электронов из электрода, как это имеет место в вакууме. Нелинейная зависимость пробивного напряжения от произведения обусловливает нелинейную зависимость при нормальном атмосферном давлении (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Зависимость для воздуха при нормальном атмосферном давлении

В неоднородном электрическом поле существенно снижается. Например, для воздуха при см в неоднородном поле кВ, тогда как в однородном поле кВ. Кроме того, в неоднородном поле наблюдается зависимость пробивного напряжения от полярности электродов. Как правило, при положительной полярности электрода с малым радиусом кривизны оказывается меньше, чем при отрицательной полярности (рис. 1.3). Это связано с образованием положительного объемного заряда вблизи острия в результате развития коронного разряда, что приводит в свою очередь к возрастанию напряженности поля в остальной части промежутка.

Рис. 1.3. Зависимость воздуха от давления в промежутке нить – коаксиальный цилиндр при положительном (кривая 1) и отрицательном (кривая 2) потенциале нити (радиус нити – 1,53 мм, цилиндра – 23 мм)

Однако при малых давлениях и расстояниях между электродами роль объемного заряда невелика и значение может оказаться меньшим при отрицательном потенциале электрода с малым радиусом кривизны. Это обусловлено существенной ролью эмиссии электронов из катода при малых расстояниях между электродами.

Существенное значение для конденсаторов имеет явление перекрытия по поверхности твердого диэлектрика, граничащего с газообразным диэлектриком. Основные закономерности перекрытия по поверхности твердого диэлектрика в газе в сравнительно однородном электрическом поле были исследованы с помощью электродов Роговского, между которыми помещались диэлектрические стержни цилиндрической формы с плотно прилегающими к электродам торцами.

При малой влажности воздуха, сравнительно невысоком значении диэлектрика и хорошем контакте образцов с электродами (посеребренные торцы) напряжение перекрытия при одинаковой длине разрядного промежутка практически не отличается от пробивного напряжения воздуха . Если же эти условия не выполняются, то (рис. 1.4). На практике для устранения поверхностного перекрытия искусственно увеличивают путь разряда, если это возможно (например, изготавливают ребра у керамических конденсаторов). Оптимальные инженерные решения получают на основании данных расчета электрических полей в диэлектрике конденсатора и на границе раздела с газообразной средой.

Рис. 1.4. Зависимость от длины цилиндрических образцов диэлектрика, помещенных между электродами Роговского при относительной влажности воздуха 30 % (СВТ – стронций – висмут – титанат)

При малой влажности воздуха, сравнительно невысоком значении диэлектрика и хорошем контакте образцов с электродами (посеребренные торцы) напряжение перекрытия при одинаковой длине разрядного промежутка практически не отличается от пробивного напряжения воздуха . Если же эти условия не выполняются, то (рис. 1.4). На практике для устранения поверхностного перекрытия искусственно увеличивают путь разряда, если это возможно (например, изготавливают ребра у керамических конденсаторов). Оптимальные инженерные решения получают на основании данных расчета электрических полей в диэлектрике конденсатора и на границе раздела с газообразной средой.

Дата добавления: 2015-05-06