Перечень безопасных расстояний при работе с шариковыми разрядниками
Таблица 1:
D, cм |
Amin |
Amax |
R |
До 6.25 |
7D |
9D |
14S |
10 - 15 |
6D |
8D |
12S |
25 |
5D |
7D |
10S |
50 |
4D |
6D |
8S |
Зависимость значений расстояния между шарами разрядника от напряжения пробоя.
Таблица 2 - Результаты измерений расстояния между шарами от напряжения
Расстояние между шарами, см |
Напря-жение на об-мотке авто-транс-форма-тора U1, В |
Коэффи-циент нерав-номер-ности электрического поля, f |
Пробив-ной гра-диент воздуха gпр, кВ/см |
Макси-маль-ное про-бивоне напря-жение Uпр.max, кВ |
Эффек-тивное напря-жение пробоя Uэф.пр.,кВ |
Коэффи-циент транс-форма-ции, k | |||||||||
X1 |
X2 |
X3 |
xср |
|
|
|
|
|
| ||||||
1 |
1,1 |
1,1 |
1,07 |
50 |
1.06 |
- |
- |
- |
- | ||||||
1,3 |
1,3 |
1,3 |
1,3 |
70 |
1,07 |
32,17 |
39,05 |
27,61 |
394,42 | ||||||
1,7 |
1,7 |
1,7 |
1,7 |
80 |
1,09 |
32,17 |
38,25 |
27,05 |
338,13 | ||||||
2,1 |
2,1 |
2,1 |
2,1 |
100 |
1,12 |
32,17 |
37,47 |
26,50 |
265,00 | ||||||
2,5 |
2,5 |
2,5 |
2,5 |
125 |
1,14 |
32,17 |
36,72 |
25,96 |
207,68 | ||||||
3,1 |
3,1 |
3,1 |
3,1 |
150 |
1,17 |
32,17 |
35,63 |
25,19 |
167,93 |
Таблица 3 – Результаты измерений напряжений от расстояния между шарами
Расстояние между шарами x, см |
Напряжение на обмотке автотранс-форматора, U2, В |
Коэффи-циент нерав-номер-ности эл. поля, f |
Пробив-ной гра-диент воздуха gпр, кВ/см |
Макси-маль-ное про-бивоне напря-жение Uпр.max, кВ |
Эффек-тивное напря-жение пробоя Uэф.пр.,кВ |
Коэффи-циент транс-форма-ции, k | |||||||
измерение | |||||||||||||
1 |
2 |
3 |
ср. | ||||||||||
4 |
180 |
194 |
192 |
188,67 |
1.23 |
32,17 |
109,98 |
77,77 |
412,2 |
Расчёты
Так как радиус шаров Rш=6,25 см, то диаметр шаров D=2Rш=2*6.25=12.5см.
В лаборатории была температура t=18 0C и барометрическое давление Р=730 мм рт. ст.
Согласно формуле (2) относительная плотность воздуха δ
==0,97
Формула (1) выполняется при 0,5<X<2R
Xmin=0.5=1.25 см;Xmax=2*6.25=12.5
Xср=
При U2=50 В, Xср =НоXср< Xmin, то есть Xср<0.5, что противоречит формуле (3), следовательно формула (1) не справедлива при заданных условиях, то есть определить пробивной градиент gпр по формуле (1) нельзя.
Соответственно нельзя вычислить амплитудное (пробивное) напряжение разрядника в момент разряда Uпр.max по формуле (4), так как для этого надо знать пробивной градиент gпр
Коэффициент неравномерности электрического поля f вычисляется по формуле (5):
f==1.06
Эффективное напряжение пробоя Uэф.пр по формуле (6) и коэффициент трансформации k по формуле (7) вычислить нельзя, так как надо знать амплитудное (пробивное) напряжение разрядника в момент разряда Uпр.max.
При U2=70 В, Xср ==1,3 см. Xmin < Xcp < Xmax, то есть формулу (1) уже можно применить для расчёта пробивного градиента gпр.
gпр= = 32.17
Коэффициент неравномерности вычисляется по формуле (5):
f==1,07
Соответственно можно вычислить амплитудное (пробивное) напряжение разрядника в момент разряда Uпр.max по формуле (4)
Uпр.max= = 39,05 кВ
Эффективное напряжение пробоя Uэф.пр можно вычислить по формуле (6):
Uэф.пр = = 27.61кВ
Коэффициент трансформации повышающего высоковольтного трансформатора вычисляется по формуле (7):
k = =394,42
При U2=80 В, Xср ==1,7 см. Xmin < Xcp < Xmax, то есть формулу (1) можно применить для расчёта пробивного градиента gпр.
gпр= = 32.17
Коэффициент неравномерности вычисляется по формуле (5):
f==1,09
Соответственно можно вычислить амплитудное (пробивное) напряжение разрядника в момент разряда Uпр.max по формуле (4)
Uпр.max = = 38,25 кВ
Эффективное напряжение пробоя Uэф.пр можно вычислить по формуле (6):
Uэф.пр = = 27.05кВ
Коэффициент трансформации повышающего высоковольтного трансформатора вычисляется по формуле (7):
k = =338,13
При U2=100 В, Xср ==2,1 см. Xmin < Xcp < Xmax, то есть формулу (1) можно применить для расчёта пробивного градиента gпр.
gпр= = 32.17
Коэффициент неравномерности вычисляется по формуле (5):
f==1,12
Соответственно можно вычислить амплитудное (пробивное) напряжение разрядника в момент разряда Uпр.max по формуле (4)
Uпр.max= = 37,47 кВ
Эффективное напряжение пробоя Uэф.пр можно вычислить по формуле (6):
Uэф.пр = = 26,50кВ
Коэффициент трансформации повышающего высоковольтного трансформатора вычисляется по формуле (7):
k = =265
При U2=125 В, Xср ==2,5 см. Xmin < Xcp < Xmax, то есть формулу (1) можно применять для расчёта пробивного градиента gпр.
gпр= = 32.17
Коэффициент неравномерности вычисляется по формуле (5):
f==1,14
Соответственно можно вычислить амплитудное (пробивное) напряжение разрядника в момент разряда Uпр.max по формуле (4)
Uпр.max= = 36,72 кВ
Эффективное напряжение пробоя Uэф.пр можно вычислить по формуле (6):
Uэф.пр = = 25.96кВ
Коэффициент трансформации повышающего высоковольтного трансформатора вычисляется по формуле (7):
k = =207,68
При U2 ==188,67 см. Xmin < Xcp < Xmax, то есть формулу (1) уже можно применять для расчёта пробивного градиента gпр.
gпр= = 32.17
Коэффициент неравномерности вычисляется по формуле (5):
f==1,17
Соответственно можно вычислить амплитудное (пробивное) напряжение разрядника в момент разряда Uпр.max по формуле (4)
Uпр.max= = 35,63 кВ
Эффективное напряжение пробоя Uэф.пр можно вычислить по формуле (6):
Uэф.пр = = 25,19кВ
Коэффициент трансформации повышающего высоковольтного трансформатора вычисляется по формуле (7):
k = =167,93
Теперь рассчитаем зависимость напряжения пробоя от расстояния между шарами при Х=4см и U2=150 В, Xср ==3,1 см и занесём данные в таблицу 3.
gпр= = 32.17
Коэффициент неравномерности вычисляется по формуле (5):
f==1,23
Амплитудное (пробивное) напряжение разрядника в момент разряда Uпр.max:
Uпр.max= = 109,98 кВ
Эффективное напряжение пробоя Uэф.пр можно вычислить по формуле (6):
Uэф.пр = = 77,77кВ
Коэффициент трансформации повышающего высоковольтного трансформатора вычисляется по формуле (7):
k = =412,2
Определим среднее значение коэффициента трансформации: