Разрядные напряжения воздушных промежутков при импульсных напряжениях. Пороги зарождения лавин и отрицательных стримеров. Положительные и отрицательные стримеры, страница 11

Рис. 4. 27. Разрядные напряжения воздушных промежутков: коммутационные импульсы положительной полярности: 1 — стержень — плоскость, наименьшие значения 50%-ных разрядных напряжений; 2—стержень — плоскость,tн = 250мкс; 3—стержень—стержень, tн = 2500 - 3000 мкс; грозовые импульсы 1.2/50 мкс: 4 — стержень — плоскость, положительная полярность; 5 — стержень —плоскость, отрицательная полярность; переменное напряжение, f= 50 Гц: 6 — стержень — плоскость

На рис.4.27 показаны наименьшие значения 50%-ных разрядных напряжений для промежутков длиной до 25 м. Там же указаны времена разряда при наименьших напряжениях T_крит. Для определения U_50%minи T_крит могут быть использованы эмпирические формулы:

при L=  м

при

В этих формулах U_5Q%min— в MB; T_крит — в мкс; L— в м.

Как следует из рис. 4. 27, при коммутационных импульсах разрядные напряжения могут быть ниже U_~. Это важное обстоятельство учитывается при определении изоляционных расстояний в электрических установках.

Стандарт кривой эффекта при грозовых импульсах составляет 2—4%, а при коммутационных импульсах стандарт распределения выше, чем при других видах напряжения, и оценивается значением 4—8%.

Влияние атмосферных условий на разрядные напряжения воздушных промежутков.

Разрядные напряжения воздушных промежутков зависят от давления, температуры и влажности атмосферного воздуха. Учет характеристик воздуха необходим для сопоставления разрядных напряжений, поэтому они должны быть отнесены к одинаковым условиям, а также для определения разрядных напряжений в конкретных условиях, если они известны при нормальных атмосферных условиях.

В качестве нормальных атмосферных условий приняты давление p₀ = 101,3кПа = 760мм рт.ст., температура T₀ = 293К (20^oС) и абсолютная влажность =11 г/м³.

Связь между разрядными напряжениями, соответствующими нормальным атмосферным условиям и конкретным условиям испытаний, устанавливается формулой:

(4.29)

где U— разрядное напряжение в условиях эксперимента; U₀— напряжение при нормальных атмосферных условиях; — поправочные коэффициенты, учитывающие соответственно давление, температуру и влажность.

Значения поправочных коэффициентов установлены в результате анализа огромного количества измерений напряжений, проведенных во многих высоковольтных лабораториях при различных атмосферных условиях. Характерным является уменьшение влияния атмосферных условий при увеличении межэлектродных расстояний в промежутках с резко неоднородным электрическим полем. Это относится к переменному напряжению и коммутационным импульсам положительной полярности. Удовлетворительного объяснения это явление пока не получило. При коммутационных импульсах отрицательной полярности поправки не вносятся.

Поправочные коэффициенты на давление и температуру определяются по ГОСТ 1516.2-76* соответственно по формулам:

    (4.30)
   (4.31)

где pи t - атмосферное давление и температура, °С, при испытании; т и п— показатели степени, определяемые по табл.4.1 и рис.4.30.

Рис.4.30. Зависимость показателей степени т, п и  от межэлектродного расстояния

Рис.4.31. Зависимость коэффициента kот абсолютной влажности воздуха

Как следует из табл. 4. 1, в ряде случаев т=п=1, и разрядные напряжения пропорциональны относительной плотности воздуха.

Вводится также поправочный коэффициент на абсолютную влажность воздуха:

(4. 32)

где k— вспомогательный коэффициент, определяемый по табл. 4. 1 и рис. 4. 31; ω — показатель степени, определяемый по табл.4.1 и рис.4.30.

Как следует из рис.4.31, при влажности воздуха, большей нормальной, коэффициент k<1.Это означает, что разрядные напряжения несколько увеличиваются при росте влажности воздуха. Увеличение разрядного напряжения связано с тем, что пары воды электроотрицательны. Увеличение содержания электроотрицательных частиц в воздухе приводит к захвату большего количества электронов с образованием отрицательных ионов, в результате чего количество ионизирующих частиц уменьшается и разрядное напряжение возрастает.