1tom264

10. TECHNIKA WYSOKICH NAPIĘĆ 530

Tablica 10.8 (cd.)

Mechanizm		Iloczyn ap hPa-cm	Kryteria przeskoku (wyładowania samoistnego)	Uwagi i objaśnienia
			y[exp(an)—1] > 1 lub mi > In ^1 + ^1 ] = .V„	w gazie elektro-dodatnim	w polu jednostajnym
Townscnda		< lO^1	—[exp(aw<j)~ 1] 2? 1 lub <xw a..<i?lnj^l + ’"J = ,Vvtr	w gazie elekt ro-ujemnym
			yj^exp( Jadjcj— IJ > 1 lub 0	w polu niejednostajnym
			I xdx»ln( I+-) = ,V„ 0
Kanałowy:	slrimcrowy	> 10^3	- 17,7 + lnx^	kryterium H.	Racthcra
katodowy^1' lub anodowy^2’			aa = 14,5 -h ln ^E ( ^a V * \PJ	kryterium J. M. Mccka
	strimerowo- -liderowy	> 10^5	2    W; T >- 3    k	stała Uoltzmanna k = 1,38* 10" ^23 J/K

¹¹ Rozwijający się od strony katody. ^2> Rozwijający się od strony anody.

Oznaczenia: E — natężenie pola; W_a — gęstość mocy anodowej; U_p — napięcie przeskoku; a — odstęp międzyclek trodowy; C — stała Cranbcrga; ct_p liczba jonów dodatnich uwolnionych z anody przez jeden elektron; t\._A liczba jonów ujemnych uwolnionych z katody przez jon dodatni; y_c — liczba elektronów wtórnych wyemitowanych z katody przy uderzeniu jonu dodatniego; tj_p liczba jonów dodatnich uwolnionych z anody przez jon ujemny; a — współczynnik jonizacji pierwotnej (Townscnda); a_w — liczba zderzeń jonizujących 1 elektronu na drodze 1 cm; a_H. = a tj: współczynnik Townsenda zmniejszony o )j przez wiązanie uwolnionych uprzednio elektronów: y — współczynnik jonizacji wtórnej (powierzchniowej); Af'_a, — krytyczne liczby zderzeń jonizujących przez 1 elektron na drodze a; x_a krytyczna długość lawiny; W_; — energia jonizacji; T— temperatura bezwzględna; p — ciśnienie.

W przypadku jednostajnego rozkładu pola i krótkiej przerwy iskrowej napięcie początkowe wyładowań jest funkcją iloczynu odstępu międzyelektrodowego a i ciśnienia

gazu p
Ł^r0 =/M	(10.33)
Zależność ta zwana prawem Paschena jest przedstawiona na rys. 10.26. Wpływ temperatury uwzględnia się, zastępując ciśnienie p względną gęstością gazu (5 określoną wzorem
3-1-1 P* T	(10.34)
Wówczas
U„ =f(aó)	(10.35)
W przypadku powietrza w warunkach normalnych przy 7; = 293 Ki pn =	1013,25 hPa
<5 = 0,289-T	(10.36)

ap -_a

Rvs. 10.26. Krzywe Paschena

Rys. 10.27. Krytyczne natężenie pola elektrycznego w powietrzu w normalnych warunkach atmosferycznych

10.2.1.3. Wytrzymałość statyczna układów powietrznych

Wytrzymałość elektryczna układów powietrznych przy napięciu stałym i przemiennym o częstotliwości technicznej (50-^60 Hz) jest w sposób zasadniczy uzależniona od odstępu elektrod a i od stopnia niejednostajności pola fi, a przy jego asymetrii — od biegunowości napięcia.

W układzie o polu jednostajnym osiągnięcie napięcia początkowego U₍₎ jest równoznaczne z osiągnięciem napięcia przeskoku U_p, a zatem

U, = U ₀    (10.37)

Wartość krytyczna natężenia pola E_c(, przy której warunek (10.37) następuje, jest uzależniona - jak pokazano na rys. 10.27 — od odstępu elektrod a i to tym silniej, im odstęp ten jest mniejszy. W warunkach normalnych: T= T_n = 293 K oraz p = p_n= 1013,25 hPa. a zatem przy a = 1 cm, E_ce« 30 kV7cm, co daje również Ł'o(«)«=i ~ 30 kV.

Ze zmianą a i 5 = 0,289 pfT, wartość [/„(a)^, zmienia się wg krzywej Paschena (rys. 10.26), przy czym

U₀(a)_s^ = dU₀(a)_s=1    (10.38)

W układzie o polu niejednostajnym osiągnięcie napięcia początkowego U₀ nie jest równoznaczne z osiągnięciem napięcia przeskoku U_p, gdyż

U_p > U o    (10.39)

Zapoczątkowane przez U₀ wyładowanie niezupełne przechodzi ze wzrostem napięcia do przeskoku przez stadium świecenia i snopienia, przy czym — jak pokazano na rys. 10.28a, b przebieg zjawisk zależy od biegunowości elektrody. Przy biegunowości dodatniej wyładowanie rozpoczyna się ulotem impulsowym, który przy małych odstępach prowadzi do przeskoku; przy większych zaś przekształca się przed przeskokiem w ulot ciągły i snopienie, z tym, że w ograniczonym przedziale mniejszych odległości a (odcinek CF na rys. 10.28a), gdzie normalnie ulotu ciągłego nie ma, możliwo jest jego wywołanie przez powrót do mniejszych odległości. Przy biegunowości ujemnej wyładowanie rozpoczyna się impulsami Trichela, pojawiającymi się regularnie co kilkadziesiąt mikrosekund i przechodząc przez stadium pośrednie do ulotu ciągłego, kończy się przeskokiem. W obu przypadkach napięcia początkowo l/<j, U₀ i napięcia przeskoku V_p , Usą różne (rys. 10.29). Wynika to z oddziaływania ładunku przestrzennego, który w sposob zależny od biegunowości wpływa na wzmocnienie i osłabienie pola pierwotnego. Konsekuoncją tego jest fakt, że w przypadku napięć przemiennych i układów niesymetrycznych początek wyładowania odbywa się przy ujemnej biegunowości napięcia, a przeskok — przy dodatniej.

34*