2020-04-07
971
Воздушных промежутков
При кратковременных импульсах значение разрядного напряжения воздушных промежутков зависит от продолжительности воздействия. Если к промежутку приложено напряжение, достаточное для пробоя, то для развития и завершения разряда в промежутке необходимо определенное время t р, называемое временем разряда (рис.1.5).
Рассмотрим, от каких факторов зависит время разряда. Для развития разряда вблизи катода должен появиться хотя бы один эффективный электрон, т.е. электрон, образующий начальную лавину. Появление эффективного электрона – событие случайное.
Рис. 1.5. Составляющие времени разряда
Время ожидания появления в промежутке эффективного начального электрона t с называется статистическим временем запаздывания разряда. Это первая составляющая времени разряда. Другой составляющей, имеющей также статистический характер, является время формирования разряда t ф, т. е. время от момента появления начального электрона до завершения пробоя промежутка. Время t с + t ф = t з называют временем запаздывания развития разряда. При достаточно большой длительности фронта импульса имеет значение также время t 1, представляющее собой время подъема напряжения до значения U Н. Таким образом, в общем случае время разряда состоит из трех слагаемых:
tр = t1 + tc + tф. (1.27)
Составляющие времени разряда t с и t ф зависят от значения напряжения на промежутке. При увеличении напряжения повышается вероятность того, что появляющиеся в промежутке электроны станут эффективными и t с уменьшится. Сокращается также и t ф, поскольку при большем напряжении возрастает интенсивность разрядных процессов и скорость продвижения канала разряда в промежутке. Поэтому чем выше разрядное напряжение, тем меньше время разряда.
Зависимость максимального напряжения разряда от времени действия импульса называется вольт-секундной характеристикой изоляции.
Поскольку начало и скорость развития ионизационных процессов зависят от значения напряжения, вольт-секундные характеристики зависят от формы импульса. С целью унификации испытаний и возможности сопоставления изоляционных конструкций установлен стандартный грозовой импульс с длительностью фронта (возрастания напряжения) τф = 1, 2 ± 0, 4 мкс и длительностью импульса τи = 50 ±10 мкс. Он обозначается так: 1,2/50 мкс (рис. 1.6).
Рис. 1.6. Определение параметров импульса напряжения
Для экспериментального определения вольт-секундной характеристики к исследуемому промежутку прикладываются импульсы стандартной формы. В силу статистического разброса времени разряда вольт-секундная характеристика получается в виде области точек (рис. 1.7), для которой указываются средняя кривая и границы разброса времени разряда.
Рис. 1.7. Построение вольт-секундной характеристики
изоляции по опытным данным (грозовые импульсы):
1 – импульсы напряжения; 2 – кривая средних значений пробивного
напряжения; 3 – границы разброса пробивных напряжений
Вид вольт-секундной характеристики зависит от степени неодно-родности электрического поля в промежутке. Для промежутков с одно-родным или слабонеоднородным полем вольт-секундная характеристика слабо зависит от (рис. 1.8, кривая 1), и только при значении времени разряда порядка 1 мкс и меньше разрядное напряжение увеличивается. Связано это с тем, что разряд в таких промежутках формируется за весьма малое время при напряжении, равном начальному значению, и отсутствует корона. Отмеченные свойства вольт-секундной характеристики позволяют использовать промежуток между шаровыми электродами, создающими практически однородное поле, если расстояние между электродами меньше их радиуса, в качестве универсального прибора для измерения максимальных значений напряжения.
Рис. 1.8. ВСХ для промежутков с однородным (1)
