Влияние расстояния

Зависимость электрической прочности Е _пр от расстояния между электродами в однородном поле при нормальных условиях: t = 20 ^oС, p ₀ = 760 мм.рт.ст. (1 Атм), относительной влажности 65%, абсолютной влажности 11,25 г/м³, представлена на рис. 5.2. а.

Анализ показывает, что амплитудное значение электрической прочности воздуха (частота 50 Гц) при толщине промежутка 5 мкм составляет 70 кВ/см (U _Апр = 35 В), при расстояниях между электродами 0,05 см - 50 кВ/см (U _Апр = 2,5 кВ), при 1 см - 30,9 кВ/см (U _Апр = 30,9 кВ).

При возрастании ширины (длины) воздушного промежутка амплитудное значение электрической прочности приближается к величине Е _Апр ≈ 24,5 кВ/см (действующее значение Е _дпр = 24,5/ = 17,3 кВ/см), а напряжение пробоя определятся с учетом выражения (5.1).

Т. е. по мере увеличения расстояния между электродами электрическая прочность монотонно уменьшается, а значение пробивного напряжения нелинейно возрастает с ростом X (рис. 5.2, а, б).

Это объясняется тем, что при уменьшении расстояния между электродами величина разрядного промежутка становится сравнима с длиной свободного пробега. В связи с этим некоторые электроны начинают пролетать разрядный промежуток без столкновения с молекулами газа; вероятность ионизации молекул уменьшается; возникают трудности формирования газового разряда.

Например, на длине промежутка 1 см напряжение пробоя равно 30,9 кВ. Если бы электрическая прочность не зависела от расстояния между электродами, то, уменьшив промежуток до 0,05, см мы получили бы значение
U _Апр = 30,9·0,05 = 1,545 кВ. Однако из-за сложностей формирования разряда напряжение пробоя составляет 2,5 кВ, т.е. электрическая прочность, как отмечено выше, возросла от значения 30,9 кВ/см до 50 кВ/см (рис. 5.2).

Теоретическое амплитудное значение электрической прочности воздуха Е _{апр теор} и амплитудное значение напряжения пробоя U _{апр теор} рассчитывается по формуле Пика:

Е _{апртеор} = [24,5×d + 6,4×(d/ X)^1/2], кВ/см; (5.2)

U _{а пр теор}= ХЕ _{пр теор}/ k, кВ, (5.3)

где Х - расстояние между электродами, см; d = 0,386 Р /(273 + t) - относительная плотность воздуха, равная единице, при р = 760 мм.рт.ст.; t – температура испытаний, ^оС; k – коэффициент неоднородности электрического поля: для сферических электродов k = 1.

Дата добавления: 2015-07-17