Понятие лидера и главного разряда

Пересечение стримером всего промежутка между электродами не является конечной стадией разряда. Стример служит как бы про- должением электрода за счет своей проводимости. Напряженность поля в нем невелика. При приближении стримера к противополож-

ному электроду напряженность поля в еще не пробитой части про- межутка сильно возрастает и в ней начинается интенсивная иониза- ция. В результате этот участок превращается в плазму с большой напряженностью на границе. Большая напряженность приводит к быстрому распространению зоны интенсивной ионизации в направ- лении, обратном развитию стримера. Этот процесс называется глав- ным, или обратным разрядом.

Разряд в промежутках длиной несколько метров, десятков мет- ров и более имеет некоторые особенности. При таких расстояниях проводимости стримеров недостаточны. При достаточно большом токе в канале стримера вдобавок к ударной начинается термическая ионизация, превращающая его в плазменный канал с высокой про- водимостью – лидер. Лидер проявляется в виде яркого свечения. Когда он достигает конца стримера, наступает пауза, во время кото- рой происходит образование нового стримера, затем лидер продви- гается дальше по каналу стримера. Таким образом, лидер похож на металлический стержень, продвигающийся к противоположному электроду в канале стримера и обеспечивающий высокую напря- женность на его конце. Поэтому в длинных промежутках разряд развивается при средней напряженности поля 1–2 кВ/см. Ток лиде- ра достигает сотен ампер. При продвижении лидера вглубь проме- жутка на его конце может возникать несколько стримеров. Даль- нейшее направление движения лидера имеет вероятностный харак- тер. Этим объясняется ветвящийся характер подобных разрядов (молния). После достижения лидером противоположного электрода начинается обратный разряд, который имеет вид более яркого, чем лидер, свечения, распространяющегося в обратном направлении.

Дуговой разряд

Дуговой разряд – это самостоятельный разряд в газе, характери- зующийся высокой температурой (6000–12 000 °С) и большой плот- ностью тока. Дуговой разряд возникает между контактами комму- тационной аппаратуры, в разрядниках, между проводами ЛЭП.

Канал дуги разделяют на три участка (рис. 1.9): 1 – катодный; 2 – столб дуги; 3 – анодный. Длина катодного участка 1 около 10–4 см,

катодное падение напряжения U к

составляет 10–20 В, напряжен-

ность поля 102–103 кВ/см. Все это обуславливает мощную эмиссию электронов с поверхности катода. Длина анодного участка 3 чуть

выше 10–4 см, анодное падение напряжения U а

= 2–6 В. Падение

напряжения в столбе дуги 2 равномерно, напряженность поля E с =

= 15–30 В/см. Такая напряженность придает электронам ускорение, и в канале создается высокая температура, которая приводит к ин- тенсивной термической ионизации. Длина столба может достигать десятка метров. Он представляет собой плазму с высокой электро- проводностью.

Рис. 1.9. Распределение напряжения в канале дуги

Напряжение дуги: U д = U к + E с l с + U а. У длинной дуги U с >> U к + U а, у короткой U с << U к + U а.

На переменном токе дуга будет возникать тогда, когда напряже-

ние между электродами больше электрической прочности проме- жутка. Поэтому при переменном напряжении имеет место бестоко-

вая пауза D t (рис. 1.10), в течение которой создаются благоприят-

ные условия для гашения дуги. Для того, чтобы дуга погасла (не загорелась вновь) при прохождении тока через нулевое значение, необходимо, чтобы электрическая прочность промежутка восста- навливалась быстрее, чем скорость нарастания напряжения.

Пробивное напряжение дугового промежутка определяется в ос-

новном прочностью катодного участка и столба дуги:

U пр.д =

= U пр.к + U пр.с. Значение

U пр.к

зависит от тока дуги и составляет

250–300 В при I = 10-6-10-8 А и 5–20 В при больших токах.

Рис. 1.10. Ток и напряжение дуги на переменном токе

Процесс восстановления электрической прочности дугового про- межутка зависит от скорости рекомбинации и диффузии зарядов плазмы, а также от ослабления термической ионизации. Последний процесс в значительной степени зависит от тока дуги.

Для ускорения гашения дуги применяют:

1) интенсивное охлаждение (дутье);

2) разбиение дуги на ряд коротких дуг;

3) уменьшение тока дуги до критического значения.

Критическая длина дуги l к = 0,082 UI 0,25 м

– для активных цепей;

l к = 0,2 I м

– для реактивных цепей. Из приведенных формул сле-

дует, что критическая длина дуги в сетях, например 35 кВ, достига- ет 7–20 м, а в сетях 110 кВ – 20–60 м.

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: