1ТЕОРИЯ

Вравномерном поле формирование пробоя воздуха при постепенном повышении напряжения проходит стадии:

1. Дрейф под действием сил электрического поля свободных электронов

иионов.

2.Образование лавин ударной ионизации

3.Переход разряда из несамостоятельного в самостоятельный

4.Образование стримера и лидера

5.Образование искры

6.Образование дуги

В достаточно неравномерном поле дополнительно возникают стадии ко­ ронного и кистевого разряда, представляющие собой пробой части промежутка около электродов.

Невооружённым глазом, из за рекомбинации и перехода возбуждённых атомов в нормальное состояние, обнаруживаются тлеющий, искровой, дуговой,

коронный и кистевой.

Тлеющий разряд идёт до искрового, размеры сечения канала достигают нескольких сантиметров. Свечение слабое, красно­фиолетовое.

Искровой разряд является импульсным. Формирование обеспечивает­ ся энергией, запасённой межэлектродным электрическим полем и ёмкостью.

После разряда искра или погаснет, или перейдёт в дугу. Канал разряда имеет небольшой канал, большую плотность тока и температуру около 8000 цельсия.

Дуговой разряд относительно устойчив. Температура 6­8 тыщ цельсия.

Тепловые потоки воздуха и иэлектродинамические силы изгибают канал раз­ ряда по форме дуги.

Коронный разряд возникает в резко неравномерных полях, где в месте наибольшей напряжённости возникает ударная ионизация газа. В зоне разряда возникает сечение, слышно потрескивание, вне зоны ионизация не возникает. В

области короны возникает озон, который с азотом и влагой из воздуха образует кислоты, хорошо разрущающие органические материалы.

4

Напряжённость поля у поверхности электрода вычисляется по формулам

Пика

Для параллельных проводов:

0.299= 30.3 (1 + √1 ) 0 1

Для концентрических цилиндров

0.306= 31.5 (1 + √1 ) 0 1

0 < 1 учитывает увеличение напряжённости, вызываемое негладко­ стью поверхности

1 < 1 коэффициент погоды, учитывает увеличение напряжённости из­ за погодных условий

Напряжения появления видимой короны вычисляются по формулам электростатики

­ напряжённость при появлении короны

­ напряжение при появлении короны

1 ­ радиус коронирующего провода

2 ­ радиус внешнего электрода

­ расстояние между электродами

­ относительная плотнось воздуха

Эффект полярности проявляется в изменении величины электрической прочности воздушного промежутка при перемене полярности несимметрич­ ных электродов.

5

Рисунок 1. Образование короны +игла ­плоскость

Ионизация будет развиваться в области наиболее сильного поля, у иглы.

При положительной полярности иглы попадающий в сильное поле электрон производит ударную ионизацию. Электроны идут к игле, а положительные ионы к плоскости. При увеличении напряжения максимум напряжённости поля смещается к отрицательной плоскости. Так, разряд способствует пробою, что уменьшает электрическую прочность.

6

Рисунок 2. Образование короны ­игла +плоскость

При отрицательной игле электроны устремляется к плоскости, создавая однородный плазменный слой, играющего роль экрана. Положительный объ­ ёмный заряд искажает поле, приводя к увеличение напряжённости вблизи иглы. Положительный заряд ускоряет частичный пробой воздуха около игры,

но тормозит пространственное развитие канала пробоя

Эффект барьера сводится к изменению электрического поля в связи с перераспределением объёмного заряда в процессе развития ионизации.

7

Рисунок 3. Эффект барьера

На барьере накапливаются ионы того же знака, что и игла. Промежуток игла­барьер имеет сильно неравномерное поле, а барьер­плоскость слабо неравномерное поле. Пробивное напряжения всего промежутка равно сумме пробоя для каждого из промежутков.

В результате более равномерного распределения напряжённости элек­ трическая прочность увеличивается, поэтому барьер лучше ставить ближе к игле. Наличие барьера в средней зоне практически нейтрализует эффект поляр­ ности.

8