Metode za poboljšanje električne čvrstoće gasovitih medija

Da bi se smanjila veličina električnih objekata, uvijek se nada da će duljina ili izolacijska udaljenost zraka biti što manja. U tu svrhu moraju se poduzeti mjere za poboljšanje električne čvrstoće plinskog medija. Sa praktičnog stanovišta postoje dva načina za povećanje napona kvara zračnog jaza: Jedno je poboljšati distribuciju električnog polja u zračnom jazu kako bi se što je moguće ujednačenije; Drugi je pokušati oslabiti ili suzbiti proces ionizacije u plinskom medijumu. Specifične metode su:

1 Poboljšajte oblik elektrode za poboljšanje distribucije električnog polja

Što je ujednačenija električna distribucija terena, veća je prosječna snaga polja polja zraka zračne jaz. Stoga se maksimalna snaga električnog polja u zračnom razvoju može smanjiti, može se poboljšati distribucija električnog polja, a prekid napona zračnog jaza može se povećati poboljšanjem elektrode elektrode (povećanje kose elektrode, eliminirajući kosu i oštre uglove na površini elektrode itd.).

Korištenje zaštite za povećanje radijusa zakrivljenosti elektrode je uobičajena metoda. Uzimanje zračnog jaza "štap" s najgorom električnom čvrstoćom kao primjer, ako je na kraju šipke instaliran metalna lopta s odgovarajućim promjerom, napon raspada zraka može se učinkovito povećati.

Visokonaponski otvori mnogih visokonaponskih električnih uređaja (poput gornjeg kraja vođice za vuču električne energije) imaju oštre oblike, a za zaštitne poklopce često su potrebne za smanjenje maksimalne polje u prostoru u blizini mjesta u blizini mjesta i povećati CORONA INTAK-napon. Oblik i veličina zaštitnog poklopca treba odabrati tako da je njegova Corona Incept napon veći od maksimalnog radnog napona uređaja na zemlju. Najjednostavniji zaštitni poklopac naravno je sferni zaštitni stup.

Primjeri primjene principa za zaštitu radi poboljšanja distribucije električnog polja na ultra-visokim naponskim naponom za povećanje uglednog napona Corone uključuju: zaštitne spojnice (izjednačavanje prstenova) instalirane na izolatornim nizovima i proširenih promjernih vodiča koji se koriste na ultra visokim naponskim linijama.

2. Koristeći punjenje prostora za poboljšanje distribucije električnog polja

Budući da se pražnjenje korone mora dogoditi prije nego što se razbije zračni jaz izuzetno nevidnog električnog polja, pod određenim uvjetima, punjenje prostora koji nastaje i sama pražnjenje može se koristiti za podešavanje i poboljšanje distribucije električnog polja u prostoru da bi se povećao napon od zraka. Uzimajući "žičanu ploču" i "žičanu žicu" kao primjere, kada se žičani promjer svede u određenoj mjeri, napon temperature snage zraka povećava se s smanjenjem promjera žice, što rezultira takozvanim "efektom tankog žica". Razlog je taj što ujednačen sloj za naplatu prostora formiran od strane Corona Ispuštanje tanke žice može poboljšati distribuciju električnog polja u zračnom jazu, što rezultira povećanjem napona kvara; Kad je promjer žice veliki, jer će se na površini žičana ne može biti potpuno glatka, u nekim dijelovima u obliku četkice pojavit će se ujednačenu cjelokupnu koronu na cijeloj površini, tako da je njegov napon od sloma sličan onome "šipke" ili "šipke" zračne jaz.

3 Korištenje barijera

Budući da su distribucija električnog polja u zračnom razvoju i razvojem pražnjenja plina u pomno povezani sa proizvodnjom, kretanjem i distribucijom punjenih čestica, postavljajući barijeru odgovarajućim oblikom i prilagođavanjem radne površine nabijene i distribucijom prostornog punjenja i za poboljšanje električne čvrstoće plinskog sredstva.

Barijera je napravljena od izolacijskog materijala, ali vlastiti izolacijski učinak nije važan. Ono što je važno jeste zaptivanje (mogućnost blokiranja nabijenih čestica). Općenito je instaliran u GAP-u Corona, a njena površina je okomita na električne vodove.

Učinak barijere ovisi o prostoru za punjenje istog znaka kao i Corona Electrode koja se blokira, tako da se može smanjiti prostorna čvrstoća električnog polja između elektrode korone i barijere, čime se električna polja distribuira cjelokupna uniforma zračnog jaza. Iako se u ovom trenutku povećava prostorna čvrstoća na barijeru i ostale elektrode, njegov električni oblik polja postaje više poput jednoličnog električnog polja između dvije ravne elektrode, tako da se poboljšava električna čvrstoća cijelog zračnog jaza.

Napon proboja od zračnog zraka za barijeru ima puno veze sa instalacijskim položajem barijere. Ako je to zračni jaz "štap", obje elektrode će imati pražnjenje korone, tako da bi barijera trebala biti instalirana u blizini obje elektrode za postizanje rezultata.

Pod naponom impulsa, učinak barijere je manji jer je prostor na akumulirano na barijeru u ovom trenutku manje.

Očito je da je prepreka teško igrati ulogu u slučaju uniforme ili blago nejednako električno polje.

4. Koristite visoki pritisak zraka

Električna čvrstoća zraka pri normalnom tlaku relativno je niska, oko 3 0 kV / cm. Čak i ako se gore navedene mjere poduzete za poboljšanje električnog polja što je više moguće, prosječna snaga polja polja ne može prelaziti ovu granicu. Može se vidjeti da je električna čvrstoća zraka pri normalnom pritisku mnogo niža od općih čvrstih i tečnih medija. Međutim, ako se zrak komprimira i pritisak je mnogo veći od 0,1MPA (1amm), njegova električna čvrstoća može se značajno poboljšati. To je uglavnom zato što povećanjem tlaka zraka može u velikoj mjeri smanjiti dužinu slobodne staze, čime se slabi i inhibiraju proces jonizacije. Ako se zrak može zamijeniti nekim visokim električnim plinovima čvrstoće (poput sumpor-heksafluorida) dok se koriste visoki pritisak, mogu se postići bolji rezultati.

5 Koristite visoku benzinu snage električne energije

Među mnogim gasovima, neki visoko elektronegativni plinovi koji sadrže halogene elemente [poput sumpor-heksafluorida i freona imaju posebno visoku električnu čvrstoću (mnogo veću od zraka), tako da se mogu nazvati visokim električnim gasovima čvrstoće. Koristeći ove plinove za zamjenu zraka, naravno, uvelike povećati napon raspada zraka, pa čak i miješanje nekih takvih gasova u zrak može značajno povećati svoju snagu.

Treba naglasiti da se za ovu vrstu plina praktički primijeni u inženjerstvu, nije dovoljno da se oslonite samo na visoku električnu čvrstoću. Oni također moraju udovoljiti određenim drugim zahtjevima, kao što su: ① niska temperatura ukapljenja (tako da se visoki pritisak plina može koristiti istovremeno); ② dobra hemijska stabilnost, nije lako razgraditi, izgoriti ili eksplodirati, a ne proizvoditi otrovne tvari kada se izrez nastavi u plinu; ③ Nije previše teško proizvesti i ne preskup.

Vrlo je malo gasova koji mogu istovremeno ispuniti sve gore navedene zahtjeve. Trenutno je jedini visoki električni plin snage koji se široko koristi u inženjerstvu je SF6 i njegov mješoviti plin. Pored visoke električne snage, plin SF6 takođe ima odličnu sposobnost gašenja luka i druga povezana tehnička svojstva su takođe prilično dobri. Različita električna oprema i zatvoreni kombinirani električni uređaji napravljeni od SF6 plina kao izolacijskog sredstva za gašenje srednjeg i lučnog gašenja imaju niz izvanrednih prednosti, poput uštede podnog prostora, sigurne i pouzdane operacije, pojednostavljene instalacije i održavanja itd. Dakle, razvodni izgledi su vrlo široki.

6 Koristite visoki vakuum

Upotreba visokog vakuuma također može oslabiti postupak jonizacije sudara u zračnom jazniku i značajno povećati napon raspada zračnog jaza. Ako se kvar prekida u visokoj vakuumu objašnjava teorija pražnjenja plina, rezultirajući napon proboja bit će izuzetno visok (u ovom trenutku teško je da se elektroni sudaraju s neutralnim molekulama kada pređu dovoljnu ionizaciju u sudarama). Međutim, stvarna situacija nije tako. Kad je razmak među elektrodama male, električni intenzitet visokog vakuuma je zaista vrlo visok, a može čak niti premašiti i od komprimiranog SF6 plina. Međutim, kada se povećava međuokretna udaljenost, napon se polako povećava, a njegov električni intenzitet je značajno niži od čvrstoće polja za komprimirani plin. To ukazuje da se u ovom mehanizmu raskida visokog vakuuma promijenio, a pojavio se novi fizički proces, tako da se više ne može jednostavno objasniti prethodnom teorijom za pražnjenje plina.

Istraživanje vakuumskih prekida pokazuje da je kada je među-elektrodalna udaljenost mala, raspada visokog vakuuma povezan je s jakom poljskom emisijom na katodnoj površini. Struja uzrokovana prouzrokovat će lokalno zagrevanje elektrode i otpustiti metalni plin, uzrokujući da se vakuum stupanj padne i uzrokuje kvar; Kada je razmak između elektrode velike, kvar će biti uzrokovan takozvanim "efektom punog napona". U ovom trenutku, kao među-elektrodastoj udaljenosti i povećanja napona kvara, elektroni mogu akumulirati puno kinetičke energije kada lete iz katode preko vakuuma do anode. Ti visokoenergetski elektroni otpuštat će pozitivne ioni i fotone prilikom bombardiranja anodne površine, što će ojačati površinu na katodi. Ovo opetovano djelovanje proizvest će sve više i više protoka elektrona, uzrokujući lokalno isparivanje elektroda i vodeći do kvara jaza. Ovo je takozvani "puni napon".

Zbog toga, kako se povećava razmak između elektrode, prosječna snaga polja polja postat će manja i manja. Napon kvara vakuumskog jaza povezan je s mnogim faktorima kao što su elektroda, površinski obrada i čistoća (uključujući količinu i vrstu adsorbiranog plina), tako da je vrlo raspršen.

Nema mnogo slučajeva u kojima se visoko vakuum koristi kao izolacijski medij u opremi za napajanje, uglavnom zato što se u izolacijskoj strukturi razne opreme koriste razni čvrsti ili tečni mediji. Postepeno će puštati plin u vakuumu, što otežava dugo vremena za održavanje visokog vakuuma. Trenutno se visoko vakuum koristi samo u vakuumskim prekidačima. Vakuum ne samo da ima dobre izolacijske performanse, već ima i jaku sposobnost gašenja luka, tako da je još uvijek vrlo pogodan za vakuumske prekidače u distribucijskim mrežama.