Билет №15. Зависимость пробивного напряжения газа от частоты.

Зависимость электрической прочности газов представлена на рис. 5.6.

Рис 5.6 Зависимость электрической прочности газа от частоты

Для понимания механизма влияния частоты на электрическую прочность газа рассмотрим график изменения переменного напряжения от времени (рис. 5.7).

Рис 5.7 Изменение напряжения во времени

Образование электронных лавин и, следовательно, формирование канала пробоя возможно, когда напряжение в газовом промежутке превысит напряжение начала самостоятельной ионизации U_и (участки 1-2, 3-4 и т.д.). При снижении напряжения ниже U_и свободные заряды, сформировавшиеся в газе, двигаются в направлении обкладок не образуя новых лавин (участок 2-3 и т.д.). Если частота мала, время, отведенное на такое движение достаточно для рекомбинации всех вновь образованных свободных зарядов и к началу следующего цикла ионизации (участок 3-4) газ успевает приобрести исходные параметры. Таким образом, в области малых частот электрическая прочность Е_пр от частоты не зависит («полочка» на рис. 5.6).

С ростом частоты время, отводимое на нейтрализацию зарядов (участок 2-3) сокращается и малоподвижные положительные ионы не успевают достигать обкладок, образуя в межэлектродной области объемный положительный заряд, облегчающий пробой. Прочность газа Е_пр начинает снижаться.

В области высоких частот (более 10⁷Гц) поле меняется настолько быстро, что свободные электроны не успевают набрать необходимую для ионизации скорость за время 1-2. Прочность газа Е_пр возрастает.

Билет №16. Прочность газа в неоднородном поле (система игла-шар).

Неоднородное поле возникает между двумя остриями, остри­ем и плоскостью, а также между проводами линий электропередач (ЛЭП). Пробою газа в неоднородном поле всегда предшествует коро­на - частичный (незавершенный) разряд, возникающий в местах, где напряженность поля достигает критических значений, достаточных для местного (неполного) или локального пробоя. При дальнейшем воз­растании напряжения коронный разряд переходит в искровой, а затем в дуговой.

В случае несимметричных электродов игла-плоскость и положительной полярности на игле пробой происходит при меньшем напряжении, чем при обратной полярности (рис. 5.8).

Рис 5.8 Зависимость пробивного напряжения воздуха от расстояния

между электродами в неоднородном поле.

Ионизация газа и возникновение короны при любой полярности электродов начинается вблизи острия, где суще­ствует наибольшее значе­ние напряженности элект­рического поля. Ионизи­рованное пространство вблизи иглы содержит от­рицательные электроны и положительные ионы.

Электроны, как более под­вижные частицы, быстро уходят из этой области, а малоподвижные положи­тельные ионы так быстро уйти не успевают. Они образуют вбли­зи острия «облако» из положительно заряженных ионов — так называемый объемный положительный заряд (рис. 5.9).

Рис 5.9 Образование положительного объемного заряда на острие иглы

при разной полярности электродов

При положительной полярности этот заряд служит продолжением острия. Это сокращает протяженность разрядного проме­жутка и облегчает его пробой. Пробой наступает при меньшем на­пряжении, чем в случае отрицательной полярности на острие, когда объемный положительный заряд экранирует острие от плоскости, заряженной положительно. При отрицательной полярности на ост­рие пробой происходит при большем напряжении.