Dujinės terpės elektrinės stiprumo gerinimo metodai

Norint sumažinti galios įrenginių dydį, visada tikimasi, kad oro tarpo ilgis ar izoliacijos atstumas bus kuo mažesnis. Šiuo tikslu reikia imtis priemonių, siekiant pagerinti dujų terpės elektrinį stiprumą. Praktiniu požiūriu yra du būdai, kaip padidinti oro tarpo skilimo įtampą: vienas yra pagerinti elektrinio lauko pasiskirstymą oro tarpe, kad ji būtų kuo vienodesnė; Kitas yra bandymas susilpninti ar slopinti jonizacijos procesą dujų terpėje. Konkretūs metodai yra šie:

1. Pagerinkite elektrodo formą, kad pagerintumėte elektrinio lauko pasiskirstymą

Kuo vienodesnis elektrinio lauko pasiskirstymas, tuo didesnis oro tarpo vidutinis skilimo lauko stiprumas. Todėl gali būti sumažintas maksimalus elektrinio lauko stipris oro tarpsnyje, galima pagerinti elektrinio lauko pasiskirstymą, o oro tarpo skilimo įtampą galima padidinti pagerinant elektrodo formą (padidinant elektrodo kreivumo spindulį, pašalinant plaukus ir aštrius kampus ant elektrodo paviršiaus ir kt.).

Paprastas ekranas, norint padidinti elektrodo kreivumo spindulį, yra įprastas metodas. Kaip pavyzdys, paimant „strypo plokštelės“ oro tarpą su blogiausiu elektriniu stiprumu, jei strypo stulpo gale yra montuojamas metalinis rutulys, kurio skersmuo yra tinkamas, oro tarpo skilimo įtampą galima efektyviai padidinti.

Daugelio aukštos įtampos elektrinių prietaisų (pvz., Aukštos įtampos įvorės kreipiamojo kreipiamojo strypo, esančio iš galios įrangos, viršutinė galu) turi aštrias formas, o ekranavimo viršeliai dažnai reikalingi, kad būtų sumažintas maksimalus lauko stipris erdvėje šalia išleidimo angų ir padidinti koronos pradinės įtampą. Reikėtų pasirinkti ekrano dangčio formą ir dydį, kad jo koronos pradžios įtampa būtų didesnė nei didžiausia prietaiso darbinė įtampa į žemę. Paprasčiausias ekrano dangtis, be abejo, yra sferinis ekranas.

Ekranavimo principo taikymo pavyzdžiai, siekiant pagerinti elektrinio lauko pasiskirstymą ant ypač aukštos įtampos perdavimo linijų, siekiant padidinti koronos pradžios įtampą, yra: apsauginės jungiamosios detalės (išlyginamieji žiedai), sumontuoti ant ypač aukštos įtampos linijų izoliatoriaus stygų, ir išplėstų skersmens laidininkų, naudojamų ant ypač aukštos įtampos linijų.

2. Naudojant kosmoso mokestį, norint pagerinti elektrinio lauko paskirstymą

Kadangi „Corona“ išleidimas turi įvykti prieš suskaidant ypač nelygų elektrinio lauko oro tarpą, tam tikromis sąlygomis pačios išleidimo vietos sukeltas kosmoso krūvis taip pat gali būti naudojamas pritaikyti ir pagerinti elektrinio lauko pasiskirstymą erdvėje, kad padidintų oro tarpo skilimo įtampą. Pavyzdžiai, naudojant „vielos plokštelę“ ir „vielos vielos“ oro tarpus, kai vielos skersmuo tam tikru mastu sumažėja, oro tarpo galios dažnio skilimo įtampa padidės, sumažinus vielos skersmenį, todėl bus sumažintas vielos skersmuo, todėl bus sumažintas vielos skersmuo, todėl bus sumažintas vielos skersmuo, todėl bus sumažinus vielos skersmenį, todėl bus sumažinus vielos skersmenį, todėl bus sumažinus vielos skersmenį, todėl bus sumažinus vielos skersmenį, todėl bus sumažinus vielos skersmenį. Priežastis ta, kad vienodas kosminio krūvio sluoksnis, suformuotas dėl plonos vielos korononinės išmetimo, gali pagerinti elektrinio lauko pasiskirstymą oro tarpe, todėl padidėja skilimo įtampa; Kai vielos skersmuo yra didelis, nes vielos paviršius negali būti visiškai lygus, kai kuriose dalyse pasirodys koronos ir šepetėlio formos išleidimas, kol bendras vienodas korona įvyks visame paviršiuje, taigi jos skilimo įtampa yra panaši į „strypo ir plokštelės“ arba „strypo-rod“ oro tarpą.

3. Kliūčių naudojimas

Kadangi elektrinio lauko pasiskirstymas oro tarpsnyje ir dujų išleidimo kūrimo procesas yra glaudžiai susijęs su įkrautų dalelių generavimu, judėjimu ir pasiskirstymu oro tarpo erdvėje, padėdami barjerą tinkama forma ir padėtis oro tarpoje, kuri gali trukdyti įkrautų dalelių judėjimui ir sureguliuoti erdvinio krūvio pasiskirstymą, taip pat efektyvus būdas pagerinti dujų terpės elektrinę stiprumą.

Barjeras yra pagamintas iš izoliacinės medžiagos, tačiau jos paties izoliacijos efektyvumas nėra svarbus. Svarbu tai, kad sandarinimas (gebėjimas blokuoti įkrautas daleles). Paprastai jis yra montuojamas į „Corona“ tarpą, o jo paviršius yra statmenas elektrinėms linijoms.

Barjero poveikis priklauso nuo to paties ženklo, kaip ir koronos elektrodo, erdvės krūvį, kurį jis blokuoja, todėl erdvinio elektrinio lauko stiprumo tarp koronos elektrodo ir barjero galima sumažinti, todėl visos oro tarpo uniformos elektrinio lauko pasiskirstymas. Nors šiuo metu padidėja erdvinio elektrinio lauko stiprumas tarp barjero ir kito elektrodo, jo elektrinio lauko forma tampa panašesnė į vienodą elektrinį lauką tarp dviejų plokščio elektrodų, todėl pagerėja viso oro tarpo elektrinis stiprumas.

Barjerinio oro tarpo skilimo įtampa turi daug bendro su barjero įrengimo padėtimi. Jei tai yra „lazdelės lazdelės“ oro tarpas, abu elektrodai turės koronos išleidimą, todėl barjeras turėtų būti sumontuotas šalia abiejų elektrodų, kad pasiektų rezultatus.

Esant impulsų įtampai, barjero poveikis yra mažesnis, nes šiuo metu ant barjero sukauptas erdvinis krūvis yra mažesnis.

Akivaizdu, kad barjerą sunku atlikti vienodo ar šiek tiek nevienodo elektrinio lauko vaidmenį.

4. Naudokite aukštą oro slėgį

Oro elektrinis stipris esant normaliam slėgiui yra palyginti žemas, apie 3 0 kv/cm. Net jei aukščiau pateiktos priemonės yra imamasi kuo labiau pagerinti elektrinį lauką, vidutinis gedimo lauko stiprumas negali viršyti šios ribos. Galima pastebėti, kad normaliojo slėgio oro elektrinis stiprumas yra daug mažesnis nei bendrosios kietos ir skystos terpės. Tačiau jei oras suspaustas ir slėgis yra daug didesnis nei 0,1MPa (1ATM), jo elektrinį stiprumą taip pat galima žymiai pagerinti. Taip yra daugiausia todėl, kad padidėjęs oro slėgis gali žymiai sumažinti laisvojo kelio ilgį elektronų ilgį, taip susilpnindamas ir slopindamas jonizacijos procesą. Jei orą galima pakeisti kai kuriomis didelio elektrinio stiprumo dujomis (tokiomis kaip sieros heksafluoridas), naudojant aukštą slėgį, galima pasiekti geresnių rezultatų.

5. Naudokite didelę elektrinės stiprumo dujas

Tarp daugelio dujų kai kurios labai elektronegatyvios dujos, turinčios halogeninius elementus [pvz., Sieros heksafluoridas ir Freonas, turi ypač didelį elektrinį stiprumą (daug didesnis nei oras), todėl jas galima vadinti dideliu elektrinio stiprumo dujomis. Naudojant šias dujas, kad pakeistų oro skardinę, be abejo, labai padidėja oro tarpo skilimo įtampa, ir net kai kurias tokias dujas sumaišius į orą, galima žymiai padidinti jo elektrinį stiprumą.

Reikėtų pažymėti, kad, kad tokio tipo dujos būtų praktiškai naudojamos inžinerijoje, nepakanka pasikliauti vien tik savo elektros stiprumu. Jie taip pat turi atitikti kai kuriuos kitus reikalavimus, tokius kaip: ① žema suskystinimo temperatūra (kad tuo pačiu metu būtų galima naudoti aukštą dujų slėgį); ② Geras cheminis stabilumas, nelengva suskaidyti, sudeginti ar sprogti, o ne gaminti toksiškas medžiagas, kai dujose įvyksta išleidimas; ③ Nelabai sunku gaminti ir ne per brangi.

Dujų, kurios tuo pačiu metu gali atitikti visus aukščiau išvardintus reikalavimus, yra labai mažai. Šiuo metu vienintelės didelės elektrinės stiprumo dujos, kurios buvo plačiai naudojamos inžinerijoje, yra SF6 ir jos mišrios dujos. Be didelio elektrinio stiprumo, SF6 dujos taip pat turi puikų gesinimo gebėjimą, o kitos susijusios techninės savybės taip pat yra gana geros. Įvairios energijos įranga ir uždaros kombinuotos elektros prietaisai, pagaminti iš SF6 dujų, kaip izoliacinė terpė, ir lanko gesinimo terpė turi daugybę puikių pranašumų, tokių kaip labai taupantys plotą ir erdvės tūrį, saugų ir patikimą veikimą, supaprastintą montavimą ir priežiūrą ir kt., Taigi vystymosi perspektyvos yra labai plačios.

6. Naudokite aukštą vakuumą

Didelio vakuumo naudojimas taip pat gali susilpninti susidūrimo jonizacijos procesą oro tarpe ir žymiai padidinti oro tarpo skilimo įtampą. Jei aukšto vakuumo skilimo procesas bus visiškai paaiškinamas dujų išleidimo teorija, gauta skilimo įtampa bus ypač aukšta (šiuo metu elektronams sunku susidurti su neutraliomis molekulėmis, kai kertant atstumą tarp elektrodų, ir sunku sukelti pakankamai susidūrimo jonizacijos). Tačiau tikroji padėtis nėra tokia. Kai tarpelektrodinis atstumas yra mažas, didelio vakuumo elektrinis intensyvumas iš tiesų yra labai didelis ir netgi gali viršyti suspaustų SF6 dujų. Tačiau didėjant tarpelektrodo atstumui, įtampa lėtai didėja, o jo elektrinis intensyvumas yra žymiai mažesnis nei suslėgtų dujų skilimo lauko stipris. Tai rodo, kad šiuo metu pasikeitė aukšto vakuumo skilimo mechanizmas, ir atsirado naujas fizinis procesas, todėl jo nebegalima tiesiog paaiškinti ankstesne dujų išleidimo teorija.

Vakuuminio skilimo tyrimai rodo, kad kai tarpelektrodinis atstumas yra mažas, didelis vakuumas yra susijęs su stipriu lauko emisija ant katodo paviršiaus. Srovė, kurią sukelia ji, sukels vietinį elektrodo ir metalinių dujų kaitinimą, todėl vakuuminis laipsnis sumažės ir sukelia skilimą; Kai tarpelektrodo atstumas yra didelis, suskirstymą sukels vadinamasis „visos įtampos efektas“. Šiuo metu, didėjant tarpelektrodų atstumui ir skilimo įtampai, elektronai gali kauptis daug kinetinės energijos, kai skraido iš katodo per vakuumą į anodą. Šie didelės energijos elektronai išskiria teigiamus jonus ir fotonus, kai bombarduodami anodo paviršių, kuris sustiprins katodo paviršiaus jonizaciją. Šis pakartotinis veiksmas sukels vis daugiau elektronų srauto, todėl elektrodas bus garinamas vietoje ir sukels tarpo suskaidymą. Tai yra vadinamasis „visos įtampos efektas“.

Dėl šios priežasties didėjant tarpelektrodų atstumui, vidutinis gedimo lauko stiprumas taps mažesnis ir mažesnis. Vakuuminio tarpo skilimo įtampa yra susijusi su daugeliu veiksnių, tokių kaip elektrodų medžiaga, paviršiaus apdaila ir švara (įskaitant adsorbuotų dujų kiekį ir tipą), todėl ji yra labai išsklaidyta.

Nėra daug atvejų, kai didelis vakuumas iš tikrųjų naudojamas kaip izoliacinė terpė energijos įrangoje, daugiausia dėl to, kad įvairios kietos ar skystos terpės dažniausiai naudojamos įvairios įrangos izoliacijos struktūroje. Jie palaipsniui išleis dujas vakuume, todėl sunku ilgą laiką išlaikyti didelį vakuumą. Šiuo metu didelis vakuumas naudojamas tik vakuuminių grandinių pertraukikliuose. Vakuumas ne tik turi gerą izoliacijos našumą, bet ir turi stiprų gesinimo gesinimo lanką, todėl jis vis dar yra labai tinkamas vakuuminių grandinių pertraukikliams paskirstymo tinkluose.