де - число вільних електронів в розрядному проміжку;
(4.4),
Кл - заряд електрона; t - час, с (t=1с).
, при
U *=1,06;
Струм невеликий, тому це іскра.
При? =1,0 і U * lt; 1,16 - корона;
при U * gt; 1,18 - іскра (табл.1.2).
При? =1,1 і U * lt; 1,26 - корона;
при U * gt; 1,28 - іскра (табл.1.3).
При? =1,2 і U * lt; 1,38 - корона;
при U * gt; 1,39 - іскра (табл.1.4).
Зведемо результати аналізу в таблицю 4.1.
Таблиця 4.1 - Залежність пробивної напруги від відносної щільності повітря
0,911,11,2 1,061,181,281,39
З таблиці 4.1 випливає, що зі збільшенням відносної щільності повітря пробивна напруга зростає, отже, електрична міцність проміжку збільшується.
На практиці вплив відносної щільності повітря на електричну міцність розрядного проміжку знайшло широке застосування в електроенергетиці:
в повітряних і елегазових вимикачах [6];
в газонаповнених кабелях низького, середнього, високого тиску [3];
в герметизованих розподільних пристроях, в яких використовується елегаз під тиском, тому розподільні пристрої виходять досить компактні [6].
.2 Дослідження впливу відстані між електродами на електричне поле і електричну міцність розрядного проміжку
Початкова відстань, рівну 5 см, збільшуємо кроком 0,4 см. При цьому відносна щільність повітря не змінюється і дорівнює 0,9. Очевидно, що при збільшенні довжини розрядного проміжку і при незмінному доданому напрузі напруженість електричного поля зменшується.
Геометричні характеристики розрядного проміжку змінюються, тому мінятиметься картина поля.
Розрахуємо коефіцієнти неоднорідності електричного поля, за виразом (4.1):
При S=??5 см, з таблиці 1.1 знаходимо:
При S=??5,4 см, з таблиці 2.1 знаходимо:
При S=??5,8 см, з таблиці 2.2 знаходимо:
При S=??6,2 см, з таблиці 2.3 знаходимо:
1. При S=??5 см і U * lt; 1,04 - корона (табл.1.1);
при U * gt; 1,06 - іскра.
. При S=??5,4 см і U * lt; 1,14 - корона (табл.2.1);
при U * gt; 1,16 - іскра.
. При S=??5,8 см і U * lt; 1,24 - корона (табл.2.2);
при U * gt; 1,26 - іскра.
. При S=??6,2 см і U * lt; 1,35 - корона (табл.2.3);
при U * gt; 1,36 - іскра.
Результати аналізу зведемо в таблицю 4.2.
Таблиця 4.2 - Залежність коефіцієнта неоднорідності і пробивної напруги від довжини розрядного проміжку
S, см55,45,86,2К Н 1,581,651,721,81 U * 1,061,161,261,36
З даних таблиці 4.2 з усією очевидністю випливає, що зі збільшенням відстані між електродами коефіцієнт неоднорідності (неоднорідність поля) зростає. Також важливо відзначити, що зі збільшенням відстані між електродами пробивна напруга зростає, отже, електрична міцність збільшується.
Вплив відстані між електродами на електричну міцність розрядного проміжку в газі знайшло застосування при проектуванні ЛЕП. Зі збільшенням класу ВЛ по напрузі збільшують відстані між фазними проводами і габарит ЛЕП - відстань від точки кріплення проводу до гірлянді до землі [4]. Тому ізоляційні відстані по повітрю в установках високого і особливо надвисокої напруги виходять великими, досягаючи декількох метрів. Наприклад, середня відстань між проводами на сталевий одноколовій проміжній опорі ПЛ 35 кВ становить 5м, висота підвісу нижнього проводу - 15м; на опорі ПЛ 110 кВ - 6,2м і 19м, на опорі ПЛ 330 кВ - 14м і 22,5м відповідно [4]. Також ця залежність використовується у відкритих комутаційних апаратах [5]:
роз'єднувачах;
отделителях;
вимикачах навантаження;
короткозамикачами.
У відкритих апаратах збільшують відстань між контактами, тобто чим вище клас пристрою по напрузі, тим на більшу відстань розсуваються контакти при відключенні.
Наприклад, у роз'єднувачі типу РВ - 35 відстань між контактами у відключеному стані 0,5 м, у РВ - 110 - 2 м, РВ - 220 - 5 м [5].
.3 Дослідження впливу радіуса кривизни електродів на електричне поле і електричну міцність розрядного проміжку
