Изготвил: Светослав Стоянов Иванов Ф№ - 183706 Лекция № 1 Механизъм на електрическия заряд в газа. Време на развитие на разряда, волт-секундна характеристика. I. Механизъм на електрическия заряд в газа. Електрически заряд в газа се получава когато имаме достатъчно голям интезитет на полето, свободните електрони са способни да предизвикат ударни йонизации, като новополучените електрони от своя страна предизвикват нови йонизации и се получава електронна лавина. Поради голямата си скорост електроните се натрупват в челото на лавината, а в задната й част преобладават положителни йони. II. Стример - Нарастването на лавината води до увеличаване на плътността на зарядите в челото й. Усилват се йонизационните и дейонизационните процеси. Излъчените при дейонизациите фотони са в състояние на предизвикат фотойонизации, като освободените от тях електрони дават начало на нови лавини. Фиг 1.6 вляво , Фиг 1.7 вдясно. III. Видове Стример Образуване на отрицателен стример – а – основна лавина , б – образуване на вторични лавини, в – сливане на вторичната с основната лавина, г – стример.(фиг 1.6) Образуване на положителен стример – а – основна лавина, б – образуване на вторични лавини, в – сливане на вторичната с основната лавина. (фиг 1.7) Ако новите лавини са образувани пред основната лавина, между отрицателния заряд в челото на основната лавина и положителния заряд в тила на основната лавина се увеличава силно интезитетът на полето. Предизвиканите бурни йонизационни процеси водят до сливането на двете лавини. Вторичните лавини се образувани встрани или зад основната лавина. Нахлулите електрони в основната лавина увеличават плътността на заредените частици. Така преобразуваната лавина се нарича стример. Канала му е плазмен. Ако началната лавина се е образувала до катода, получения стример се нарича отрицателен или катоден. Ако се е образувала близо до анода, тя бързо го достига. Настъпилите бурни йонизационни и дейонизационни процеси водят до образуването на нови лавини на известно разстояние пред анода. Те се сливат в основната лавина IV. Лидер – При голямо разстояние между електродите стримерът се разраства силно. При достатъчна концентрация на електроните се появява интезивна термо-йонизация. Тя повишава силно концентрацията на зарядите. Интезитета на полето спада. Така преобразуваният стример се нарича лидер. Лидерния стадий е характерен за разряда на големи разстояния – от порядъка на метри, както и при мълниите. Той има изразен плазмен характер. V. Механизъм на развитие на разряда в газ при равномерно поле, много малко разстояние между електродите и ниско налягане.(Теория на Таундсенд) Теорията е разработена при тези условия: Пренебрегва се степенната йонизация. Приема се, че ако един електрон има енергия, равна или по-голяма от енергията на йонизацията( VI. Време за развитие на разряда в газ Прилага се импулсно напрежение между два електрода което надхвърля значително разрядното напрежение за постоянно напрежение. Времето до получаването на ефективен електрон се нарича статистическо. В момента на появата на първия ефективен електрон започва развитието на разряда, което завършва за време на развитие на разряда. Времето за развитие на разряда се състои от: Времето за образуване на начална лавина – времето от първата ударна йонизация до момента, в който началната лавина е нараснала достатъчно за да образува стример ; Време за стримера – времето от образуването на стримера до развитието му до насрещния електрод ; Време за развитие на главния канал. VII. Волт-секундна характеристика. Времето на разряда в газ е много кратко и при бавно изменящо се напрежение – напр. 50 Hz, якостта на изолацията се характеризира само със стойността на разрядното напрежение. Ако на изолацията се приложи много бързо променящо се напрежение – напр. импулсно, времето за нарастване на напрежение е съизмеримо със закъснението на разряда. Стойността на разрядното напрежение ще зависи от скоростта на повишаване на напрежението, т.е. от формата на импулсната вълна. За импулсни напрежения електрическата якост на изолацията се характеризира с така наречената волт-секундна характеристика. Тя изразява зависимостта на разрядното напрежение от времето на разряда за стандартна импулсна вълна. Формата на волт-секундната характеристика зависи силно от равномерността на полето. Ако полето е равномерно или слабо неравномерно са характерни малки разсейвания. Зоната на волт-секундната характеристика е тясна до най-късите времена, след което също с малки разсейвания се издига стръмно. Характеристиката има голямо значение за координацията на изолацията. Те могат да се построят за всяко съоръжение, независимо от вида на изолацията му – газова, течна, твърда или комбинирана. Ако на няколко съоръжения едновременно действа импулсната вълна, разряд или пробив ще настъпи в съоръжението , чиято характеристика лежи най-ниско. На този принцип се основава координацията на изолацията в рамките на съоръженията или между отделните съоръжения.