H s nov q.. YÜKs k g rginlikl r V elektrik izolyasiya texnikasi
Yüklə 4,73 Mb. Pdf görüntüsü
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- _________________Milli Kitabxana__________________
- 1.1.5. Sabit v d yi n g rginlikl rd hava aralıqlarının de ilm si
- 1.2.1. Dielektrikl rin elektrik keçiricilikl ri _________________Milli Kitabxana__________________
- 1.2.3. Qazlarda elektrik keçiriciliyi
|
(1.1.29) burada, L – elektrodlar arası m saf dir. Aralıqda bo almanın s rb st davam etm si üçün kifay t ed n minimal g rginliy ba lan ıc g rginlik deyilir: - U ba . Ikinci ionla ma msalı t zyiq v ESG-d n asılı olsa da, onun bu parametrl r gör d yi m intervalı geni olmadı ından, const n 1 götürülür. Ona gör , çox zaman qeyri-bircinsli elektrik sah sind bo almanın müst qillilik rti kimi, K const n dx L 1 0 (1.1.30) v bircinsli elektrik sah sind , const=K , olur. (1.1.31)
(1.1.30) v (1.1.31) ifad l rind n göründüyü kimi, bo almanın müst qillilik rtinin öd nilm si üçün aralıqda olan bir elektronun yaratdı ı ionla ma d r c si mü yy n sabit K qiym tind n az olmamalıdır. Hava üçün, normal atmosfer rtl rind K-nın qiym ti t xmin n 8.2 –y b rab rdir. _________________Milli Kitabxana__________________ 23
Deyildiyi kimi, toqqu madan sonra sür ti v enerjisi azalmı elektronlar elektrom nfilik enerjisin malik olan atom v molekulalar t r find n z bt olunur v m nfi ionlar yaranır. Elektrom nfilik xass si bir neç qaz v su molekulalarına aiddir. Onlara sas n, 7–ci qrup hallogenl ri - J, Br, Cl, F v H 2 O, O 2 , H aiddirl r. Bu elementl rin yaratdı ı m nfi ionların dayanıqlı ı, h min atom v molekulalarının elektronla yapı ma - 'qohumluq enerjisi' – ind n asılı olur. Elektron tutulark n bu enerji ayrılır. A a ıdakı sırada bir neç element üçün atomların elektronlara olan 'qohumluq enerjisi'- W e verilmi dir: Madd … F Cl Br I O O 2 H H 2 O He N 2 W e …….. 3.6 3.8 3.5 3.2 2.0 0.9 0.7 0.9 <0 <0 g r, yapı ma enerjisi sıfırdan kiçik olarsa, m nfi ion yaranmaz. Yuxarıda veril n r q ml r gör oksigen v su buxarlarında eyni d r c d elektron yapı dırma v m nfi ion yaratma qabiliyy ti (ozonda is , bir q d r artıq olub) vardır. Hallogen elementl rd (F, Cl, Br, I) elektrom nfilik enerjisi daha çoxdur. M nfi ionlar yaratmayan elementl r (He, N 2 ) elektriki müsb t xass lidir. Enerjisi 'qohumluq enerjisind n' böyük olan hiss cikl toqqu duqda m nfi iondan elektron ayrılır. Elektrik sah g rginliyi çox olduqca, m nfi ionun bel parçalanma ehtimalı da artır. M s l n, normal t zyiqd O 2 -d n
elektronun ayrılması, E 35 kV/sm g rginlikd ba verir. Z rb ionla masının effektivlik msalı. Deyildiyi kimi, elektronların b zi neytral elementl rin hiss cikl rin yapı ma aktı, 1 sm m saf d z bt olunan elektronların sayı il xarakteriz olunur. Ona gör elektrom nfi qazlarda, o cüml d n havada z rb il ionla ma prosesi effektiv ionla ma msalı il müt nasib olur:
(1.1.32)
Atmosferd ionla ma prosesl rini hesabladıqda msalların nisbi sıxlıqdan ( ) olan asılılıqlarıı :- / , / , eff / daha uy undur. Atmosferin nisbi sıxlı ı – a a ıdakı kimi t yin edilir: T p pT 0 0 (1.1.33)
burada, p v T hesabat v ya sınaqlar aparılan raitd havanın d yi ik t zyiq v temperaturlarıdır, p
atmosfer rtl rinin parametrl ridir. Ona gör normal atmosferd =1 olur. Elektronların s rb st qaçı m saf sinin orta boyu T/p, v ya (1.1.33)- sas n -il t rs müt nasib asılılı a malikdir. Ona gör , z rb ionla ması- ,
_________________Milli Kitabxana__________________ 24
elektronların z bt olunması - v effektiv ionla ma - eff msalları
k.1.1.6 da göst rildiyi kimi d yi m l r malik olur v a a ıdakı empirik formula il hesablanırlar: 2 5 . 24 2 , 0
eff (1.1.34)
v ya ba qa kil çevirdikd a a ıdakı kimi: 2 5
24 2 , 0 E eff olur. 1.1.35) (1.1.35) – d n göründüyü kimi, normal atmosfer rtl rind , E-nin
qiym t alır. Ona gör , E 0 -a ionla manın 'astana' v ya ba lan ıc qiym ti deyilir. Yer s thind n 2000 mt yüks klikd
ba lan ıc qiym ti d 20 kV/sm – q d r azalır. Rekombinasiya. Qazlarda yüklü hiss cikl rin yaranması v artımı il yana ı, onların neytralla araq yox olması da ba verir. Toqqu madan sonra enerjil rini neytral hiss ciy vermi elektronlar, sah d z if sür tl müsb t ionların yaxınlı ından keç rk n, onlar t r find n tutulur v neytralla maya s b b olurlar. Bu zaman ionla ma aralı ından bir cüt yük: - biri m nfi elektron, dig ri is müsb t ion yox olur. Bel likl , ionla ma il ks proses olan rekombinasiya msalı - meydana çıxır. Vahid zamanda, 1 sm 3 qazda ba ver n rekombinasiyaların sayı ks i ar li hiss cikl rin görü m si ehtimalı v ya onların konsentrasiyasından asılı olur. Ona gör , yükl nmi hiss cikl rin konsetrasiyalarının azalma sür ti (rekombinasiyaları) üçün a a ıdakı ifad ni yazmaq olar: N N dt dN dt dN (1.1.36)
Göründüyü kimi - msalı, 1 san-d 1 sm 3 h cmd olan rekombinasiyaların yüklü hiss cikl ri konsetrasiyalarının hasilin (N + · N -) olan nisb ti kimi hesablanır. ks r hallarda N + =N - =N oldu undan, (1.1.36) ifad sini daha sad kild yazmaq olar:
(1.1.37)
D yi nl rin ayırıb, inteqralladıqda: _________________Milli Kitabxana__________________ 25
t N N N 0 0 1 1
alınır.
(1.1.38) burada,
N 0 –bu v ya dig r i ar li hiss cikl rin ba lan ıc konsentrasiyalarıdır.
Yüklü hiss cikl rin ba lan ıc konsentrasiyaları - N 0 böyük olduqda, N 0 t-nin qiym ti 1-d n çox-çox böyük oldu u üçün, a a ıdakı sad ifad yazıla bil r : N 1/ t
(1.1.39)
Atmosfer t zyiqind rekombinasiya msalı – t qrib n 10 -6 sm 3 / san
t rtibind olur. Rekombinasiya n tic sind yaranmı neytral hiss ciyin enerjisi rekombinasiyaya gir n iki yüklü hiss cikl rin enerjil rinin c mind n kiçik olur. Çünki rekombinasiya zamanı toqqu an yükl rin toplanan potensial enerjil rind n ayrılan lav bir enerji yaranır. Ikisinin c mind n, ayrılan bu artıq enerji ualanma kilind trafa yayılır.
_________________Milli Kitabxana__________________ 26
Havada olan bo almalar, 50 Hz tezlikl d yi n g rginliyin yarımperiod müdd tind n (0,01 san) daha tez ba verir (0,000001 san v daha az). Ona gör sabit v d yi n c r yanlarda havanın de ilm g rginlikl ri praktiki olaraq eynidir. Strimer n z riy sin gör L=x
olduqda, minimal g rginlikd havanın de ilm prosesin baxaq. Xarici ionizatorun t siri il katoddan ba lan ıc effektiv elektron (1) çıxarılır k.1.1.7-1. Ba lan ıc elektron, bo alma aralı ında x kr uzunlu unda uçqun yarada bil n v bo almanın s rb stliyini t min ed n halda effektiv elektron adlanır. Anoda t r f inki af ed n elektron uçqunu (2) ba verir. Aralıqda elektrik sah si t hrif olunur:- uçqunun c bh sind elektronlar hesabına v katod yaxınlı ında müsb t ionların hesabına gücl nir. Sah nin iki güclü zonası arasında elektron uçqunu v müsb t ionların ortasında sah z ifl yir. Elektron uçqunu inki af edir, onun c bh sind elektrik sah g rginliyi gücl nir. Müsb t ionların h y canlanması v h y canlanmı ionlarnın normal v ziy t keçdiyi zaman, foton ualanması n tic sind qazda fotoionla ma prosesi ba layır (3). Yaranmı ilkin elektron uçqunu anoda çatır (4). Elektronların ikinci uçqunu sah nin qüvv x ttl ri istiqam tind birinci uçqunun arxada qoydu u müsb t h cmi yükl r t r f inki af edir. Müsb t h cmi yükl r anod yaxınlı ında daha böyük konsentrasiyaya malikdir. N tic d anod yaxınlı ında strimer formalı bo alma kanalı yaranır (5). Strimer kanalının ba lı ında müsb t yükl r ikinci elektron uçqunundan yaranan v strimer kanalına t r f yön l n yükl rin hesabına artır. Strimer-katod arasında elektrik sah si daha da gücl nir, çoxlu sayda yeni elektronlar seli ba verir v strimer 10 8 sm/san sür ti il katoda t r f inki af edir (6). Katodda güclü fotoionla ma meydana çıxır (7). Aralı ın ona q d r de ilm mi hiss sind keçiricilik sıçrayı la artır. Strimer elektrodlar arası m saf d qısa qapanma yaradır (8). M nb -kanal dövr sind c r yan k skin olaraq artır v kanal parıltılı i ıqlanır. M nb kimi dolmu kondensator götürüls o bo almanı uzun müdd t saxlaya bilmir v parıltılı qı ılcım alındıqdan sonra kondensator bo alır, qı ılcım is sönür. g r m nb kifay t q d r güclü olarsa, qı ılcım qövs bo almasına keçir. Uzun müdd t keç n c r yan qövs kanalını qızdıraraq termik ionla ma yaradır v kanalın keçiriciliyini artırır. Elektrodlara t tbiq olunmu g rginliyin kifay t q d r böyük qiym tl rind ESG- E v ionla ma msalı - böyük oldu undan, bo alma minimal de ilm m saf sind n daha kiçik aralıqda inki af edir. Çünki, bu raitd h r bir s rb st elektron asanlıqla ionla ma potensialları (enerjisi) qazanır v onların kiçik m saf l rd bel yaratdı ı lav elektronların sayı kritik qiym tl r çatır (1.1.25,1.1.26). Ona gör (1.1.26) ·x kr –ifad sind n x kr -minimal olub elektrodlar arası m saf y nisb t n kiçik olur (x
_________________Milli Kitabxana__________________ 27
edir. vv lc qeyd edildiyi kimi, kritik uzunlu a çatmı lavinanın arxasında ESG z ifl diyind n oradakı elektronlar ionla ma yaratma qabiliyy tind olmurlar. Ona gör bu hiss d strimer kanalı yaranır. Dig r t r fd n prosesin n kr sayda elektronlar uçqununa malik olan ba lı ında ESG gücl nir v müsb t ionların t sirl nm si n tic sind xüsusi il katod yaxınlı ında fotoionla ma artır. k.1.1.7-d x kr ekspozisiyaları verilir. k.1.1.7. Elektrodlar arasında minimal bo alma m saf si oldu u halda (x kr =L) bo almanın inki af sxemi Burada ba lan ıc elektronun katod yaxınlı ında v ya elektrodlar arası m saf d meydana çıxmasından asılı olmayaraq, elektron uçqunu kritik uzunlu a çatır. (1.1.31) formulasına sas n bo almanın müst qillilik rti,
bo alma g rginliyi elektrodlar arası m saf v qazın t zyiqind n asılıdır. Bu rt bircinsli elektrik sah sind qazın de ilm sini göst rir. Bircinsli elektrik sah si üçün,
-nın (1.1.17)– gör olan ifad sini götür r k onu (1.1.31) –d n z r alsaq, a a ıdakıları yazmaq olar:
exp
(1.1.40) _________________Milli Kitabxana__________________ 28
buradan, K PL A n PL B U bos alınır. (1.1.41) k.1.1.8. x kr (1.1.41) formulası Pa en qanununun analitik ifad sidir. Ilk d f Pa en t crübi yolla bo alma g rginliyinin PL asılılı ını: – U
sözl elektrodlar arası m saf ni artırdıqca, t zyiqi ona müt nasib olaraq azaltdıqda bo alma g rginliyi d yi mir v ya ksin . k.1.1.9 - da hava üçün U bo = f (PL) asılılı ı verilmi dir. g r
L=const götürüls , t zyiq azaldıqca elektronların qaz molekulaları il toqqu malar sayı, t zyiq artdıqda is , hiss cikl r arası m saf kiçildiyind n elektronlarla z rb ionla ma ehtimalı azalır. Ona gör , bo almanın müst qillilik rtinin öd nm si üçün, h r iki halda t tbiq edil n g rginlik artırılmalıdr. Pa en qanununa gör U bo –nın minimal qiym tin -nın optimal qiym ti v ya 0,3 sm·mm c st üçün 0,3 kV bo alma g rginliyi uy un g lir. g r P=const götürüls , elektrodlar arası m saf artdıqda, L=const olması üçün g rginlik artırılmalıdır. Çünki, /P=f(E/P) x tti asılılıqdan daha güclü olan eksponensial asılıl a malikdir. L m saf si azaldıqda da bo almanın müst qillilik rtinin öd nm si üçün aralı a t tbiq olunan g rginliyi artırmaq lazım g lir. _________________Milli Kitabxana__________________ 29
Çox böyük t zyiql rd bo alma g rginliyinin azalması v Pa en qanunundan k narla ma mü ahid edilir. Bu, elektrodların s thind olan mikroçıxıntılar v h min çıxıntılar trafında yerli ESG-nin artması il izah edilir. Elektrodların s thinin cilalalanması bo alma g rginliyinin azalmasının qar ısı alınır. Lakin onun tamamil l v edilm si mümkün olmur. Çünki, U bo –nın azalmasının ba qa s b bl ri d vardır [13]. T crüb l rd n a a ı t zyiql rd , Pa en yrisinin minimal bo alma g rginliyind n sol t r fd olan hiss sind , bo alma g rginliyinin (1.1.41) formulası il hesablanan qiym tl rd n az oldu u da görünür. Bu a a ı t zyiql rd qazlarda bo alma mexanizminin d yi m si v elektrodlardan avtoelektron emmisiya mexanizminin intensivl m si il izah edilir. Bircinsli elektrik sah sind qazların bo alma g rginliyi üçün (1.1.18) formulasını v bo almanın müst qillilik rtind n K=8.2 msalını birlikd h ll etdikd a a ıdakı ifad ni yazmaq olar: U bo =24.5 4 . 6 (1.1.42)
k.1.1.9. Bircinsli elektrik sah sind hava aralı ı üçün U bo =f(PL) asılılı ının Pa en yrisi (1.1.42) formulasından l – bölm kl , ESG üçün a a ıdakı ifad ni yazmaq olar: 4 . 6 5 . 24 bos E (1.1.43) Normal atmosfer rtl rind , L=1 sm m saf d , bo almada elektrik sah g rginliyi E bo =30.9 kV/sm t kil edir. M saf nin artması il E bo 24.5 kV/sm – q d r azalır. 1.2.1. Dielektrikl rin elektrik keçiricilikl ri _________________Milli Kitabxana__________________ 30
Çox kiçik qiym tl rd olan elektrik keçiriciliyi bütün dielektrikl r xasdır. Qazların keçiriciliyi daha az, maye v b rk dielektrikl rin keçiricilikl ri is nisb t n çox olur. Dielektrikl rin elektrik keçiriciliyin ölçü aparılan mühitin n mliyi v t tbiq olunan elektrik sah g rginliyi –ESG d t sir edir. Normal raitl rd v z if elektrik sah sind qazların keçiricilikl ri çox kiçik oldu undan, onları praktiki olaraq n z rd n atırlar. vv lki f sild göst rildiyi kimi, yalnız bo alma prosesel rin yaxın olan güclü elektrik sah sind , qazlarda böyük keçiricilik c r yanları meydana çıxır. Mayel rin keçiricilikl ri mür kk b fiziki mexanizml r malikdir. ks r hallarda, onların keçiricilikl ri b rk dielektrikl rinkind n kiçik olur.
Elektrik sah sinin t siri il dielektrikl rd çox kiçik qiym tl rd c r yanlar yaranır. Bu onların mü yy n keçiriciliy
ba lıdır. Metalların keçiriciliyind n bir neç d r c (10 7 ÷10 14 d f ) az olsa da, dielektrikl rin keçiricilikl ri böyük praktiki h miyy t da ıyır. vv la, keçiricilik c r yanları enerji itkil rin v elektrik sah sinin s p l nm sin s b b olur. Buna ümumi halda dielkltrik itkil ri deyilir. Itkil r v elektrik sah sinin s p l nm si is , yüks k g rginlikli konstruksiyalarda lav istilik m nb l rin çevril r k, onların h dsiz qızmasına yol açır. Ona gör , cihaz v aparatların aktiv elementl rinin (keçirici hiss l rinin) i çi c r yanlarının v ya maqnit keçiricil rinin induksiya c r yanlarının azaldılması m cburiyy ti yaranır. ks halda, mü yy n bir raitd ba ver n dielektrik itkil ri h tta istilik de ilm sin g tirir. Ikincisi, dielektrikl rd elektrik keçiriciliyi onlarda az miqdarda, müxt lif çirkl nm l rin, qarı ıq v a qarların olması il ba lıdır. Qarı ıqlar h m d dielektrikl rin elektrik möhk mliyini azaldır. Bu is öz növb sind bütün izolyasiya konstruksiyasının de ilm g rginliyin t sir edir.
Ona gör , istismar zamanı mü yy n s b bd n açılmı v ya montaj edildikd n sonra yüks k g rginlikli avadanlı ın i qo ulması üçün onun v ziyy ti, izolyasiya müqavim ti v sızma c r yanlarının qiym tl ri bir daha ölçülüb d y rl ndirilir. Sabit c r yan qur ularında izolyasiyanın elektrik keçiriciliyi mühüm h miyy t k sb edir. Bu qur ularda elektrik sah sinin q rarla mı v ziyy tind , sah nin paylanması sas n elektrik keçiriciliyi il t yin edilir. Çünki, bu halda izolyasiyada elektrik sah si keçiricilik c r yanlarının hesabına yaranır. B z n, standart sınaqlar aparark n izolyasiyada sızma c r yanı il onun de ilm g rginliyi arasında laq , korrelyasiya ba lılı ı
_________________Milli Kitabxana__________________ 31
n z r çarpır. M s l n, aparat v x tt izolyatorları, kabell rin sınaqları bu parametrl r arasında korrelyasiya laq sinin oldu unu göst rir. D yi n g rginlikl rd is izolyasiyada elektrik sah sinin xarakterini d yi dir n sas amil, polyarizasiya v ya dielektrik nüfuzlulu u kimi elektrik- fiziki hadis l rdir. Sabit c r yan qur ularında, uzun müdd t t sir ed n g rginlikd yaranan elektrik keçiriciliyi prosesl ri, izolyasiyanın köhn lm sinin sas
s b bl rind ndir. Uzun müdd t i çi g rginlik altında olan maye v b rk dielektrikl rd keçiricilik c r yanlarının mü yy n q d r artması v ya azalması mü ahid edilir. C r yanın azalması, materialın elektrik keçiriciliyinin k nar qarı ıqlar hesabına artmasından sonra, zaman keçdikc elektrik sah sinin t siri il onların t mizl ndiyini subut edir. Onun artması is , materialın qurulu unun parçalanması, keçiricilikd i tirak ed n hiss cikl rin çoxalması, çevrilm z struktur d i ikliyin v köhn lm y u raması il izah edilir. 1.2.3. Qazlarda elektrik keçiriciliyi vv lki paraqraflarda qazlarda elektrik sah sinin v k nar ionla dırıcı faktorların t siri il meydana çıxan bütün elektrik-fiziki hadis l rl tanı olduq.
Qazlarda ba ver n keçiricilik c r yanları yalnız serb st elektron v ionlar yarandıqdan sonra, y ni t sir ed n g rginliyin ba lan ıc - U ba qiym tind n ba layır. k. 1.2.1 – d qazlarda yaranan c r yanın, g rginlikd n asılılı ı verilmi dir. yrinin ba lan ıc, o-a hiss si, keçiricilik üçün Om qanununun öd nildiyi v ya yaranan ion v elektronların sayı n-in g rginlikd n asılı olmadı ı parçasıdır. Bu zaman, qaz aralı ında yaranan c r yan-I t sir ed n g rginlikl -U, c r yanın sıxlı ı J is , elektrik sah g rginliyi-E il düz müt nasib asılılıqda olur. G rginlik artması il yaranan elektrik yükl ri ks i ar li elektrodlara t r f h r k t sür tini artırdıqca, rekombinasiya azalır v onlara yeti r k neytralla ırlar. G rginliyin mü yy n - U bas , qiym tind qaz aralı ında yaranan eyni sayda yükl rin hamısı elektrodlarda bo alırlar. Bu hadis , g rginliyin mü yy n U kr - kritik qiym tin q d r davam edir v VAX –da a-b, parçasına uy un doyma halı yaranır. Normal atmosfer raitind , müst vi elektrodlar ara m saf si 1 sm olduqda, havada yaranan doyma c r yanının sıxlı ı - 10 -9 A/mm 2 olur v bu ESG-nin 600 V/mm qiym tind ba verir. Ona gör , z rb ionla ması yaradan
rtl r olmadıqda, qazlara ideal dielektrikl r kimi baxmaq olar. VAX yrisind c r yanın sabit qalan hiss si, ionla manın xarici faktorlardan asılı oldu u zonasına aiddir.
_________________Milli Kitabxana__________________ 32
G rginliyin U kr - kritik qiym tind n böyük olan h ddl rind , z rb ionla ması hadis si, aralıqda yükl rin selinin yaranmasına v c r yanın k skin olaraq artmasına s b b olur. Bu zaman, k.1.2.1–d VAX asılılı ı yrinin b-c hiss sin uy un olur. Göründüyü kimi b-c hiss sind g rginlik v c r yan arasında asılılq c-nin yil n uc hiss sind h tta m nfi i ar li müqavim t yaradır. Bu hadis bir sıra elektrotexniki qur uların (bo aldıcı v dig r qeyri x tti elementl rin) xarakteristikalarında n z r alınır. k. 1.2.1. Qazlarda c r yanın g rginlikd n asılılı ı - VAX Volt- Amper xarakteristikası Yüklə 4,73 Mb. Dostları ilə paylaş:
|