54. Измерение высоких напряжений с помощью делителя напряжения.

К делителю напряжения предъявляются жесткие требования, чтобы исключить его влияние на источник напряжения. Особенно это необходимо при измерениях косоугольных импульсов, при наносекундных длительностях фронта, например, в ускорителях [49—51], искровых камерах и многих других электрофизических исследовательских установках. Эти требования удалось удовлетворить только лишь в разработанных в последнее время конструкциях.

Делитель импульсного напряжения должен обладать хорошими передаточными характеристиками. Однако и при этом пет гарантии, что наблюдаемая па экране осциллографа картина в известном масштабе отображает измеряемое высокое напряжение. Наряду с делителем напряжения могут вызывать дополнительные погрешности подводящие провода и кабели, идущие о г делителя к осциллографу.

Делитель высокого напряжения может быть присоединен к источнику напряжения только с помощью проводов. Это вызвано необходимостью соблюдать требуемые изоляционные расстояния. При высоких частотах нельзя пренебрегать индуктивностью соединительных проводов. Часто для устранения ВЧ колебаний делитель подсоединяется к источнику напряжения через демпфирующие резисторы, на сопротивлении которых возникает падение напряжения. Поэтому напряжение на объекте или напряжение, поступающее от генератора, иг (t) может не совпадать с фактически приложенным к делителю напряжением и[ (t)

54. Молния как источник грозовых перенапряжений

Молния представляет собой разновидность газового разряда при очень большой длине искры. Общая длина канала молнии достигает нескольких километров, причем значительная часть этого канала находится внутри грозового облака. Из-за того, что в облаке образуется несколько изолированных друг от друга скоплений зарядов (в нижней части облака скапливаются преимущественно заряды отрицательной полярности), молния бывает многократной, т.е. состоит из нескольких единичных разрядов, развивающихся по одному и тому же пути, причем каждый разряд начинается лидерным и завершается обратным (главным) разрядом.

Канал лидера, как и канал стримера, заполнен плазмой, следовательно, обладает определенной проводимостью. Верхним концом лидерный канал соединен с одним из заряженных центров в облаке, поэтому часть зарядов этого центра стекает в канал лидера.

По мере продвижения канала лидера под действием создаваемого им электрического поля в земле происходит смещение зарядов, причем заряды, противоположные по знаку зарядам лидера (обычно положительные заряды), стремятся расположиться как можно ближе к головке лидерного канала. В случае однородного грунта эти заряды скапливаются непосредственно под лидерным каналом. Если грунт неоднородный и основная его часть обладает большим удельным сопротивлением, заряды сосредоточиваются в участках с повышенной проводимостью (реки, грунтовые воды). При наличии заземленных возвышающихся объектов (молниеотводы, дымовые трубы, высокие здания, смоченные дождем деревья) заряды стягиваются к вершине объекта, создавая там значительную напряженность поля.

На первых стадиях развития лидерного канала напряженность электрического поля на его головке определяется собственными зарядами лидера и находящимися под облаком скоплениями объемных зарядов. Траектория движения лидера не связана с земными объектами. По мере опускания лидера все большее влияние начинают оказывать скопления зарядов на земле и возвышающихся объектах. Начиная с определенной высоты головки лидера (высота ориентировки), напряженность поля по одному из направлений оказывается наибольшей, и происходит ориентирование лидера на один из наземных объектов. При этом преимущественно поражаются возвышающиеся объекты и участки земли с повышенной проводимостью (избирательная поражаемость). С очень высо-ких объектов навстречу лидеру развиваются встречные лидеры, которые способствуют ориентированию молнии на данный объект.

После того, как канал лидера достигнет земли или встречного лидера, начинается обратный разряд - быстрая нейтрализация зарядов лидера, сопровождающаяся ярким свечением и нарастанием тока до пиковых значений, варьирующихся от единиц до сотен килоампер. При этом происходит интенсивный разогрев канала (до десятков тысяч кельвин) и его ударное расширение, воспринимаемое на слух как раскат грома. На головке развивающегося вверх обратного разряда имеется область повышенной напряженности электрического поля, под действием которой происходит перестройка канала, сопровождающаяся увеличением плотности зарядов плазмы от 10 в 13 ст. -10 в 14 ст. до 10 в 15 ст. -10 в 16 ст.1/м3 , благодаря чему проводимость канала увеличивается. Во время развития обратного разряда через место удара проходит ток равный - скорости обратного разряда.