Kipinäpurkaus. Kipinäpurkauksen käsite Tälle purkaukselle on ominaista ajoittainen muoto

Perusehdot järjestelmään kirjautumiseen

Kulutus (Nm3/h) 140.544

Kulutus (kg/h) 192 000

H2O kaasussa (tilavuus-%) 2.3

CO2 kaasussa (tilavuus-%) 12.4

O2 kaasussa (tilavuus-%) 3.7

Lämpötila (°C) 270

Käyttötunnit (tuntia vuodessa) 8 760

Suunniteltu työpaine Positiivinen

Pölykuorma järjestelmän sisääntulossa PM (mg/Nm3) 512

Taattu ulostulon pölytaso PM (mg/Nm3) 10

PM-järjestelmän pölynpoistotehokkuus (%) 98,05

muu

Saasteen lähde kissan halkeilu

Odotettu energiankulutus (kW) 136

Kulutus täydellä kuormalla (kW) 279

Kokonaispainehäviö (mm st)

Toimituksen laajuus

Sähköstaattinen erotin (sähköstaattinen erotin):

Tarjoamme sinulle yhden modulaarisen sähkösuodattimen, malli 39R-1330-3712P, joka sisältää kaikki levyt, purkauselektrodit, kattoosat, eristysosastot, ovet, kaikki sisäiset komponentit ja virtalähteet täydellisen ilmansaasteiden hallintamoduulin luomiseksi.

Sähkösuodattimella on seuraavat suunnitteluominaisuudet:

Painehäviö (mm st) 12.7

Rakenteen suunnittelulämpötila (gr C) 371

Rakenteen mitoituspaine (mm st) +/- 890

Suppilon tilavuus (m3) 152

Bunkkerien lukumäärä 3

Kaulan mitat 457 x 864

Kaasukanavien määrä 39

Muuntajan lähtöjännite (kV) 55

Muuntajan lähtövirta (mA) 1100

Muuntajien lukumäärä 3

Uudet, painavammat muotoilutyyliset tasoituslevyt, jotka on valmistettu umpilevyistä, joiden paksuus on vähintään 18 mm. Levyissä on jäykempi jäykkyyskevennys laatikon muodossa, joka on vahvistettu jäykistysrivoilla, jotka muodostavat tasaisen kaasuvirtauksen levyn pinnalle minimoimaan sen takaisinjäämisen. Sekä ylä- että alaohjaimet, jäykisteet ja kiinnikkeet varmistavat levyjen kohdistuksen, mikä kompensoi lämpölaajenemista. Levyt on suunniteltu maksimi lämpötila 371 °C asti

Suunnittelu tarjoaa sähkömagneettiset nostimet ja täristimet painovoimalla. Ravistelujärjestelmät suunnitellaan toimimaan automaattisesti, ja ne suunnitellaan minimoimaan hiukkasten kierrättäminen. Ravistimen toimintaparametreilla on säädettävät taajuus- ja intensiteettiominaisuudet.

Suunnittelu sisältää jäykät elektrodit, jotka valmistetaan saumattomasta putkesta, jonka seinämän paksuus on 1,7 mm, ja putkeen on hitsattu tasaisesti jakautuneita koronatappeja. Elektrodit on tasostabiloitu, jotta ne voivat toimia kaikilla erottimen lämpötila-alueilla.

Jokainen purkauselektrodin runko värähtelee yksilöllisesti, ja järjestelmä suunnitellaan siten, että sekä värähtelyn kestoa että taajuutta voidaan vaihdella.

Erotin on varustettu askelmuuntajilla/tasasuuntaajilla. Jokainen sarja on asennettu ulospäin, varustettu öljyeristyksellä ja tasasuuntaaja on ilmajäähdytteinen. Muuntaja ja tasasuuntaajat sijaitsevat samassa säiliössä.

Muuntaja varustetaan maadoituskytkimellä ja avainlukolla. Jokainen sarja on mitoitettu enintään + 45 asteen lämpötilaan (maksimilämpötilassa ympäristöön+50 astetta C).

Suurjänniteeristimet ovat sylinterimäisiä, puristuskuormituksen alaisia.

Eristimet ovat posliinia, lasitettu sisältä ja ulkoa ja niissä on maadoitusliittimet. Eristimet sijaitsevat kaasunkäsittelyalueen ulkopuolella ja puhdistetaan pursutusilmalla.

Suodatin on varustettu peräkkäisillä turvalukoilla, jotka estävät pääsyn korkeajännitelaitteisiin lukitsematta virransyöttöä ja maadoittamatta korkeajännitelaitteita. Seuraavat laitteet lukitaan: kaikki erottimen pikaluukut, muuntaja/tasasuuntaaja ja korkeajännitekatkaisijat.

Toimitus sisältää hitsatut säänkestävät yksittäiset eristysosastot eristeille. Eristysosastoihin pääsee käsiksi ovien kautta, joissa on turvalukitus estämään pääsy kaikille korkeajännitealueille, ellei erotin ole jännitteettömänä ja maadoitettuna.

Sähkösuodattimen runko valmistetaan 4,8 mm paksusta ASTM A-36 -teräksestä ulkopinnalla rakenneosat jäykkyys ASTM A-36, jotka vahvistavat rakennetta kestämään sisäistä painetta, tuulta ja muita kuormituksia. Runko on tiivistetty hitsaamalla täysin kaasutiiviiksi rakenteeksi.

Suodatin on varustettu säiliöillä, joissa on poikittaisalusta. Jokainen suppilo on valmistettu 3,8 mm paksusta ASTM A-36 teräksestä, joka on vahvistettu ASTM A-36 ripoilla. Jokainen suppilo on suunniteltu kestämään painonsa, kun se on täytetty hiukkasilla. Hiukkastiheys on 1041 kg/m3 rakenneseulonnassa ja 320 kg/m3 suppilokoossa. Lisäksi säiliöissä on riittävästi kapasiteettia vähintään 12 käyttötunnin aikana kerättyjen hiukkasten säilyttämiseen. Sivu on kalteva, jotta suppilon seinämän kulma on vähintään 60 astetta vaakasuoraan nähden. Päätykulmaa säädetään siten, että suppilon vähimmäiskulma on 55 astetta.

Erottimen tuet: Sähkösuodatin sisältää kaikki teräsrakenteet itsevoitelevilla liukulevyillä suodattimen ja tukirakenteen välissä. Rakenne suunnitellaan tarjoamaan 2438 mm - 0 mm:n välys suppilon poistoputken ja maan välillä.

Liitännät: Suodatin on varustettu laipallisilla tulo- ja ulostuloliitännöillä. Putket on valmistettu ASTM A-36 teräksestä ulkoisilla jäykisteillä.

Tuloputki: tuloputki on vaakasuuntainen pyramidityyppinen tuloaukko, jossa putken alempi kulma on 45 astetta vaakatasosta. Tulosuuttimessa on kolme jakolaitetta tasaisen virtauksen varmistamiseksi suottimen läpi. Ulkoisen pääsyn järjestäminen putkeen ei ole tarpeen.

Poistoaukko: Poistoaukko on vaakasuora pyramidityyppinen ulostuloaukon alempi kulma 60° vaakatasosta. Poistoputki sisältää virtauksen jakolaitteen, joka varmistaa tasaisen virtauksen sähkösuodattimen läpi. Käyttöoikeutta ei vaadita.

Lämmöneristys ja ulkopäällyste: Valmistaja toimittaa tehtaalla lämpöeristyksen sähkösuodattimelle (mukaan lukien kotelo, suppilo, tulo- ja poistoliitännät). Eristys koostuu 76 mm paksusta 128 kg/m3 tiheydestä mineraalivillasta kaikilla pinnoilla paitsi sähkösuodattimen katolla. Erottimen katto eristetään 152 mm 128 kg/m3 mineraalivillalla ja 51 mm lasikuitueristeellä jäykisteiden päällä ja peitetään sitten 6,4 mm paksulla "ruudullisella levyllä".

Sähkösuodattimen sisääntulon, ulostulon ja sivujen eristys päällystetään maalaamattomalla 0,8 mm paksuisella alumiinilevyllä tyyppi 3003, 1 x 4 laatikko uritettu alumiinilevy tai maalattu aallotettu teräs. Levyt asennetaan pystysuoraan ja peittävät kaikki saumat yhdessä osassa. Astioiden lämpöeristys päällystetään maalaamattomalla 0,8 mm paksuisella alumiinilevyllä tyyppi 3003, 1 x 4 laatikko uritettu alumiinilevy tai maalattu aallotettu teräs. Myös kaikki kattoliitokset päällystetään litteillä materiaaleilla.

Peitemateriaali kiinnitetään TEK No. 4.5 12-24 x 1¼" sääkiinnitysruuveilla neopreenialuslevyillä. Kaikki levyjen väliset liitokset tehdään käyttäen ¼ - 14 x 7/8" tappeja neopreenialuslevyillä. Kaikki kattosaumat tiivistetään kirkkaalla silikonitiivisteellä.

Maalaus: Tehdas maalaa rakennetuet, kulkuluukut, eristysosastot, kaiteet ja ulkokaton pinnat yhdellä punaisella pohjamaalilla ja yhdellä teollisella emalimaalilla. Kaikki kuumat metallipinnat, jotka tulevat näkyviin lämmöneristyksen valmistumisen jälkeen, maalataan korkean lämpötilan mustalla maalilla. Kaikki portaat, tasot (tuet mukaan lukien) ja kaiteet maalataan keltaisella emalilla turvallisuuden vuoksi.

SÄHKÖOHJAUS: Projektissa toimitetaan seuraavat sähköiset ohjauslaitteet.

Katon laitteiden suojausluokka: Suojausluokka 4 on vahvistettu EEMAC:n mukaisesti erottimen katolla oleville laitteille, eli pinnoituslevyn ravistimen ohjauspaneelille ja elektrodivärähtelijän ohjauspaneelille.

Puhaltimen ohjauspaneeli: EEMAC Class 4 kattoon asennettava puhaltimen ohjauspaneeli on varustettu sisäänrakennetulla käynnistys- ja käynnistys-/pysäytysohjaimella.

T/R-ohjain: Jokainen suurjännitemuuntaja/tasasuuntaaja varustetaan mikroprosessoriohjauspaneelilla EEMAC-luokan 12 paneelissa ja paneeli asennetaan asiakkaan valvomoon. Kaikkiin paneelin osiin pääsee käsiksi huoltoa varten saranoidun etuoven kautta. Jännitteensäätö on täysin automaattinen manuaalisella lisäohjauksella. Sekä manuaalinen että automaattiset järjestelmät tarjoavat täydellisen hallinnan. Kaaren vaimennus saadaan aikaan virtaa rajoittavalla laitteella jännitteen alentamiseksi, kun suottimessa on kipinä. Säätimet on mitoitettu ympäristön maksimilämpötilalle 40°C. Kaikki paneelikotelot on valmistettu 2,8 mm teräksestä ja maalattu harmaalla emalilla ASA 61. Toimitamme sinulle etägrafiikkajännitesäätimen (GVC) jokaiselle muuntajalle/tasasuuntaajalle. Jokainen GVC-ohjain asennetaan vapaasti seisovan suurjänniteohjauskotelon etupaneeliin. Graafinen ohjain tarjoaa pylväsdiagrammin ja digitaaliset lukemat ensiö- ja toisiojännitteistä ja virroista sekä kW tehosta, kipinän syntymisestä, SCR (Silicon Controlled Rectifier) ​​-johtavuuskulmasta ja T/R-tilasta. Tämä säädin on asennettava turvalliseen asiakkaan valvomon alueelle. GVC-ohjausyksikössä hälytetään ylivirtaa vaihtovirta, ylikuumeneminen T/R, korkea lämpötila SCR, SCR-epätasapaino, muistin menetys, DC-alijännite ja DC-ylijännite. Päävalikko tarjoaa käyttötoimintojen valintaa ja vianetsintää. Grafiikkaohjaimen näyttö on 16 riviä ja 40 merkkiä. Laite voi tuottaa jännite/virtakäyriä, 24 tunnin trendikaavioita ja 30 minuutin trendikäyriä. Käyttäjä voi etäasettaa kaikki erotinparametrit, kuten palautus, nostonopeus, virtaraja jne. Ohjerivillä on tekstiä kaikkien asetusten tekemiseksi. Jokaisella ohjaimella on myös kolme ilmaisinta kunkin GVC:n vieressä. Nämä ilmaisimet on suunniteltu osoittamaan ohjaus päällä, HV päällä ja hälytys.

Virranrajoitusreaktori: Jokaiselle muuntajalle/tasasuuntaajalle tulee olla EEMAC-suojausluokan 3R virranrajoitusreaktori, joka sijoitetaan lähelle muuntajaa/tasasuuntaajaa.

Tehdasasennetut sähkölaitteet: Asennamme muuntajat/tasasuuntaajat valmistajan tehtaalla ja asennamme suurjänniteväyläkanavia ja väylähyllyjä. Tarjoamme putkien ja kaapelien hallinnan katolla sijaitsevasta ohjauspaneelista/jakopaneelista (PCDP) täristimet, täryttimet ja puhaltimet. Asennamme kaikki korkeajänniteeristimet, tärinänvaimentimet ja virtalähteen eristimet. Toimitamme ja asennamme liitäntäkotelot kaikkiin kattoliitäntöihin (asiakkaan vastuulla alkukytkentäolosuhteista).

Johdinsarja

Käytämme seuraavan tyyppisiä johdotuksia alla oleviin liitäntöihin (varaamme oikeuden korvata alla lueteltu XLPE-johto):

Kaapelikaapelikanavat

Tätä kaapelia käytetään katolla olevien paneelien ja kytkentärasioiden välissä sekä näiden kytkentärasioiden ja täryttimen, puhaltimien ja täryttimen liittimien välillä. Kanavien nimelliskapasiteetti on 40 % N.E.C.:n mukaisesti.

THHN/MTW/THWN-2/T90 kuparijohdin

Underwriters Laboratories -standardit UL-83, UL-1063, UL-758

AWM-spesifikaatio 1316, 1317, 1318, 1319, 1320, 1321

ASTM-kierreluokka B3, B8, B787

Liittovaltion eritelmä A-A-59544

Kanadan liiton standardi C22.2 No. 75

NEMA WC70/ICEA S-95-658

Institute of Electrical and Electronics Engineers ARRA 2009; § 1605

Johdin: Säikeiset paljaat kuparijohtimet ASTM-B3, ASTM-B787 ja ASTM-B8

Eristys: Värillinen polyvinyylikloridi (PVC), lämmön- ja kosteudenkestävä, palonestoaine UL-1063 ja UL-83 mukaan

Vaippa: Jäykkä polyamidi, nylonia UL-1063 ja UL-83 mukaan. Liukas, nyloninen ulkokuori helpottaa piirtämistä. VW-1 on mitoitettu 14 AWG - 8 AWG. Kaikki koot ovat bensiinin ja öljyn kestäviä.

Käyttökohteet: Tyypillinen THHN/THWN-2-rakennusjohto on tarkoitettu yleiskäyttöön National Electrical Coden (NEC) määrittelemiin sovelluksiin. Tyyppi THHN/THWN-2 on hyväksytty uuteen rakentamiseen tai uudelleenasennukseen 600 voltin sovelluksissa. Tyyppiä THHN tai THWN-2 vaativat sovellukset: Johdin soveltuu käytettäväksi märissä tai kuivissa tiloissa, joiden lämpötila on enintään 90 °C tai enintään 75 °C öljyssä tai kylmäaineissa. MTW-tyyppiä vaativat sovellukset: Johdin soveltuu käytettäväksi kuivissa tiloissa 90°C:ssa tai ei saa ylittää 60°C kosteissa tiloissa tai altistuessaan öljyille tai jäähdytysnesteille. AWM-tyyppiä vaativat sovellukset: Johdin soveltuu käytettäväksi korkeintaan 105°C lämpötiloissa kuivissa tiloissa.

Tärinänvaimennusjohto

Tätä lankaa käytetään kanavan kytkentärasioiden ja ravistimien, puhaltimien ja täryttimen välissä.

SOOW/SJOOW 90ºC Musta ROHS

Tekniset tiedot/standardit:

UL-standardi 62

NEC artikla 501.140 Luokka I jako. 2

NEC artikla 400

CSA C22.2 No. 49

CSA FT2 liekkitesti

EPA 40 CFR, osa 26 alaosa C raskasmetallit Taulukon 1, TCLP-menetelmän mukaisesti

Johdin: 18 AWG - 10 AWG luokan K säikeinen paljas kupari / ASTM B-174

Eristys: EPDM

Kuori: CPE

Selite: SOOW E54864 (UL) 600V -40C - 90C -- CSA LL39753 SOOW 600V -40C - 90C FT2 Vedenpitävä P-07-KA070018-1-MSHA

Käyttökohteet: Valmistettu edistyneistä synteettisistä kumiyhdisteistä toimimaan -40 °C - 90 °C lämpötiloissa ja erinomaisella liekkien, muodonmuutosten, otsonin, öljyjen, happojen ja kemikaalien kestävyydellä. SOOW:ssa on kulutusta ja öljyä kestävä eristys ja kotelo. SOOW on joustava matalat lämpötilat ja poikkeuksellista joustavuutta normaaleissa olosuhteissa sähkömoottoreille, kannettaville lampuille, akkulatureille, kannettaville valaisimille ja kannettaville laitteille. National Electrical Code § 400 Liite.

Johto paneelien liittämiseen

Tätä johtoa käytetään erilaisten komponenttien kytkemiseen paneelien sisällä (kytkimet, valot, plc, lohkot, sulakkeet, liittimet jne.).

MIL-W-16878/2-tyypin C-johto (M16878/2-johto) / Mil-DTL-16878/2

Tekniset tiedot/standardit:

UL VW-1 liekkitesti

RoHS Hook-up Wire RoHS-yhteensopivuus

MIL-W-16878/2-tyypin C-johto (M16878/2-johto)

Kuvaus:

Johdin: Tinattu kupari, kiinteä ja säikeinen

Eristys: polyvinyylikloridi (PVC), värillinen

Käyttökohteet: Liitosjohto on UL VW-1 liekkitestin mukainen ja sitä käytetään monilla teollisuudenaloilla, jotka vaativat korkean lämpötilan johtoa, joka kestää myös ankaria olosuhteita. Kokonsa, syttymättömien materiaalien ja kemikaalien kestävyyden vuoksi MIL-Spec-langan tyypillisiä käyttökohteita ovat vaativat sotilas- tai ilmailusovellukset. Johtoa voidaan käyttää myös sisäiseen johdotukseen elektroniset laitteet. Johdon lämpötila-alue on -55°C - +105°C (M16878/2 Type C) ja 1000 volttia. Kaikilla MIL Spec -kaapelityypeillä on erinomainen lämpötila-alue ja jännitearvot. M16878E yhdistää langallisiin sovelluksiin: sotilasvarusteet, virtajohto, sähkölaitteiden johdot ja lääketieteellinen elektroniikka. M16878EE voidaan käyttää sähköiseen käyttöön kestäviin sovelluksiin, joissa kohdataan korkeita lämpötiloja, ja se on erittäin luotettava OEM-tuote. M16878ET:tä käytetään ilmailu-, teollisuus-, sotilas- ja monilla muilla kaupallisilla markkinoilla.

Tavoitteet ja takuut

MÄÄRITELMÄ: Täällä tarjoamamme laitteet suunnitteluolosuhteissa ja 512 mg/Nm3:n syöttöpölykuorman takaavat pölypitoisuuden suodattimen ulostulossa enintään 10 mg/Nm3, mikä on 98,05 % syöttökuormasta. Jos tulon ominaiskuorma ylittää mitoitusarvon, 98,05 %:n hyötysuhde on myös taattu; jos ominaiskuorma on yhtä suuri tai pienempi kuin laskettu, jäännöspölypitoisuus 10 mg/nm3 taataan.

OPASITEETTI: Laitos takaa alle 10 %:n keskimääräisen savukaasujen opasiteetin tunniksi käytettäessä suunnitteluolosuhteissa. Läpinäkyvyys on määritettävä sertifioidulla savunlukulaitteella tai sertifioidulla opasiteettimonitorilla.

Hiukkasten testauksen pätevyys: Hiukkasten näytteenottomenetelmä on EPA Method No. 5, kuten liittovaltion rekisterissä on määritelty. Hiukkaset määritellään kiintoaineiksi saostimen käyttöolosuhteissa, jotka voidaan kerätä talteen. Kondensaatit eivät sisälly tähän.

Kipinäpurkaus. Riittävän suurella, noin 3 MVm:n kenttävoimakkuudella elektrodien väliin syntyy sähkökipinä, joka näyttää kirkkaasti hehkuvalta käämikanavalta, joka yhdistää molemmat elektrodit.

Kipinän lähellä oleva kaasu lämpenee korkeaan lämpötilaan ja laajenee yhtäkkiä aiheuttaen ääniaaltoja ja kuulemme tyypillisen rätisevän äänen. Kuvattu muoto kaasupurkaus kutsutaan kaasun kipinäpurkaukseksi tai kipinän hajoamiseksi. Kun kipinäpurkaus tapahtuu, kaasu menettää yhtäkkiä dielektriset ominaisuutensa ja siitä tulee hyvä johdin.

Kenttävoimakkuus, jolla kaasukipinän hajoaminen tapahtuu, on eri merkitys eri kaasuille ja riippuu niiden painetilasta ja lämpötilasta. Mitä suurempi elektrodien välinen etäisyys on, sitä suurempi on niiden välinen jännite, jotta kaasun kipinä hajoaa. Tätä jännitettä kutsutaan läpilyöntijännitteeksi.

Tietäen kuinka läpilyöntijännite riippuu minkä tahansa elektrodien välisestä etäisyydestä tietty muoto, tuntematon jännite voidaan mitata maksimikipinän pituudesta. Karkeiden suurjännitteiden kipinävolttimittarin laite perustuu tähän. Se koostuu kahdesta metallipallosta, jotka on asennettu telineisiin 1 ja 2, 2. jalusta palloineen voi liikkua lähemmäs tai kauemmas ensimmäisestä ruuvin avulla. Pallot kytketään virtalähteeseen, jonka jännite on mitattava ja tuodaan yhteen, kunnes kipinä ilmaantuu.

Mittaamalla etäisyyden telineessä olevalla asteikolla, voit antaa karkean arvion jännitteestä kipinän pituudella; esimerkiksi pallon halkaisijalla 5 cm ja etäisyydellä 0,5 cm, läpilyöntijännite on 17,5 kV. , ja 5 cm etäisyydellä 100 kV. Rikkoutumisen esiintyminen selitetään seuraavasti: kaasussa on aina tietty määrä ioneja ja elektroneja, jotka syntyvät satunnaisista syistä. Niiden määrä on kuitenkin niin pieni, että kaasu ei käytännössä johda sähköä. Riittävän suurella kentänvoimakkuudella ionin kahden törmäyksen väliseen aikaväliin kerääntynyt kineettinen energia voi tulla riittäväksi ionisoimaan neutraalin molekyylin törmäyksessä.

Tämän seurauksena muodostuu uusi negatiivinen elektroni ja positiivisesti varautunut ionijäännös. Vapaa elektroni 1 jakaa sen törmätessään neutraaliin molekyyliin elektroniksi 2 ja vapaaksi positiiviseksi ioniksi. Elektronit 1 ja 2, kun ne törmäsivät edelleen neutraalien molekyylien kanssa, jakavat ne jälleen elektroneiksi 3 ja 4 ja vapaiksi positiivisiksi ioneiksi jne. Tätä ionisaatioprosessia kutsutaan iskuionisaatioksi, ja työtä, joka on tehtävä elektronin poistamiseksi atomista, kutsutaan ionisaatiotyöksi.

Ionisoinnin työ riippuu atomin rakenteesta ja on siksi erilainen eri kaasuilla. Törmäysionisaation vaikutuksesta muodostuneet elektronit ja ionit lisäävät varausten määrää kaasussa, ja ne puolestaan ​​alkavat liikkua kaasun vaikutuksen alaisena. sähkökenttä ja voi aiheuttaa uusien atomien iskuionisaatiota.

Siten prosessi vahvistaa itseään ja kaasun ionisaatio saavuttaa nopeasti erittäin suuren arvon. Ilmiö on samanlainen lumivyöry, joten tätä prosessia kutsuttiin ionivyöryksi. Ionilumivyöryn muodostuminen on kipinän hajoamisprosessi, ja pienin jännite, jolla ionivyöry tapahtuu, on läpilyöntijännite. Siten kipinän hajoamisen aikana syy kaasun ionisaatioon on atomien ja molekyylien tuhoutuminen törmäyksissä ionien kanssa - iskuionisaatio. 2.2.3. Sähkökaari Jos kipinäpurkauksen sytytyksen jälkeen piirin vastus pienenee vähitellen, kipinän virranvoimakkuus kasvaa.

Kun piirin resistanssi tulee tarpeeksi pieneksi, uusi muoto kaasupurkaus, jota kutsutaan kaaripurkaukseksi. Tässä tapauksessa virta kasvaa jyrkästi ja jännite purkausraon yli laskee useisiin kymmeniin voltteihin. Tämä osoittaa, että purkauksessa syntyy uusia prosesseja, jotka antavat kaasulle erittäin hyvän johtavuuden.

Tällä hetkellä sähkökaari tuotetaan useimmiten erityisten hiilielektrodien väliin. Kaaren kuumin kohta on positiiviselle elektrodille muodostuva syvennys, jota kutsutaan kaarikraatteriksi. Sen lämpötila on 4000 K ja paineessa 20 atm se ylittää 7000 K. Valokaaripurkaus tapahtuu kaikissa tapauksissa, kun katodin kuumenemisen seurauksena lämpöemissio tulee pääasialliseksi kaasun ionisaation syyksi. Esimerkiksi hehkupurkauksessa katodia pommittavat positiiviset ionit eivät ainoastaan ​​aiheuta sekundaarista elektronisäteilyä, vaan myös lämmittävät katodia.

Siksi, jos lisäät virtaa hehkupurkauksessa, katodin lämpötila nousee, ja kun se saavuttaa sellaisen arvon, että havaittavissa oleva terminen emissio alkaa, hehkupurkaus muuttuu kaareksi. Tässä tapauksessa katodipotentiaalin pudotus myös katoaa. Sähkökaari on voimakas valonlähde ja sitä käytetään laajasti projektio-, valonheitin- ja muissa asennuksissa. Sen käyttämä ominaisteho on pienempi kuin hehkulamppujen.

Valonlähteinä käytetään myös korkeapainekaarilamppuja. Valokaari sytytetään suurjännitelähteen purkauksella kolmatta elektrodia käyttäen. Kaaren korkean lämpötilan vuoksi sitä käytetään metallien hitsaukseen ja leikkaamiseen. Elohopeakatodilla varustettuja autoelektronisia kaaria käytetään tasasuuntaamaan vaihtovirtaa. 2.2.4. Koronapurkaus Purkaus, joka sai tämän nimen, havaitaan suhteellisen korkeissa kaasunpaineissa erittäin epähomogeenisessa kentässä. Merkittävän kentän epähomogeenisuuden saavuttamiseksi elektrodeilla on oltava hyvin epätasainen pinta, toisin sanoen toinen erittäin suuri, toinen hyvin pieni.

Sähkökentän voimakkuusviivat tihenevät lähestyessään lankaa, ja siksi kentänvoimakkuus langan lähellä on korkein arvo. Kun se saavuttaa noin 3106 Vm, purkaus syttyy langan ja sylinterin väliin ja piiriin ilmestyy virta. Tässä tapauksessa langan lähelle ilmestyy hehku, joka on lankaa ympäröivän kuoren tai kruunun muotoinen, mistä purkauksen nimi tulee.

Koronapurkaus tapahtuu sekä langan negatiivisessa potentiaalissa (negatiivinen korona) että positiivisessa potentiaalissa (positiivinen korona) sekä vaihtojännitteessä langan ja sylinterin välillä. Kun langan ja sylinterin välinen jännite kasvaa, myös koronapurkauksen virta kasvaa. Samalla koronan valokerroksen paksuus kasvaa. Koronan sisällä tapahtuvat prosessit kiteytyvät seuraavasti: jos lanka on negatiivisesti varautunut, niin läpilyöntijännitteen saavuttaessa langan pinnalle syntyy elektronivyöryjä, jotka leviävät johdosta sylinteriin.

Positiivisen koronan tapauksessa elektronivyöryt alkavat koronan ulkopinnalta ja siirtyvät kohti lankaa. Koronapurkausta ei tapahdu vain johtojen lähellä, vaan myös pienten johtimien lähellä. Kruunu esiintyy myös luonnossa ilmakehän sähkökentän vaikutuksesta ja esiintyy puiden latvoissa, laivan mastoissa jne. 3.

Työ loppu -

Tämä aihe kuuluu osioon:

Sähkövirta epämetalleissa

Elektrolyyttejä ovat esimerkiksi suolojen, happojen ja alkalien liuokset. Joissain tapauksissa elektrolyytit ovat myös minkä tahansa aineen tai... Elektrolyysi on aineen vapautumista elektrodeilla, kun sähkövirta kulkee elektrolyyttiliuoksen läpi. Lait..

Jos tarvitset lisämateriaalia tästä aiheesta tai et löytänyt etsimääsi, suosittelemme käyttämään hakua teostietokannassamme:

Mitä teemme saadulla materiaalilla:

Jos tämä materiaali oli sinulle hyödyllistä, voit tallentaa sen sivullesi sosiaalisissa verkostoissa:

Kipinäpurkaus tapahtuu tapauksissa, joissa sähkökentän voimakkuus saavuttaa tietyn kaasun läpilyöntiarvon, joka riippuu kaasun paineesta; ilmalle klo ilmakehän paine siinä on kyse . Kun paine kasvaa, se kasvaa. Paschenin kokeellisen lain mukaan läpilyöntikentän voimakkuuden suhde paineeseen on suunnilleen vakio:

Kipinäpurkaukseen liittyy kirkkaasti hehkuva, mutkainen, haarautunut kanava, jonka läpi lyhytaikainen virtapulssi kulkee suurta voimaa. Esimerkki olisi salama; sen pituus voi olla jopa 10 km, kanavan halkaisija on jopa 40 cm, virran voimakkuus voi olla 100 000 ampeeria tai enemmän, pulssin kesto on noin .

Jokainen salama koostuu useista (enintään 50) pulssista, jotka seuraavat samaa kanavaa; niiden kokonaiskesto (yhdessä pulssien välisten aikavälien kanssa) voi olla useita sekunteja. Kaasun lämpötila kipinäkanavassa voi olla jopa 10 000 K. Kaasun nopea voimakas kuumeneminen johtaa voimakkaaseen paineen nousuun ja iskun ja iskujen esiintymiseen. ääniaallot. Siksi kipinäpurkaukseen liittyy ääniilmiöitä - heikkotehoisesta kipinästä tulevasta rätisevästä äänestä salaman mukana tulevaan ukkosen jylinään.

Kipinän syntymistä edeltää erittäin ionisoituneen kanavan muodostuminen kaasuun, jota kutsutaan streameriksi. Tämä kanava saadaan estämällä yksittäiset elektronivyöryt, jotka tapahtuvat kipinän reitillä. Jokaisen lumivyöryn perustaja on fotoionisaation muodostama elektroni. Striimin kehityskaavio on esitetty kuvassa. 87.1. Olkoon kentänvoimakkuus sellainen, että katodista jonkin prosessin seurauksena irronnut elektroni saa keskimääräisellä vapaalla polulla riittävästi energiaa ionisaatioon.

Siksi elektronit lisääntyvät - tapahtuu lumivyöry (tässä tapauksessa muodostuneilla positiivisilla ioneilla ei ole merkittävää roolia niiden paljon alhaisemman liikkuvuuden vuoksi; ne määrittävät vain tilavarauksen aiheuttaen mahdollisen uudelleenjakautumisen). Lyhytaaltosäteily, jonka emittoi atomi, josta yksi sisäisistä elektroneista on repeytynyt irti ionisaation aikana (tämä säteily on esitetty kaaviossa aaltoviivoin), aiheuttaa molekyylien fotoionisaatiota ja tuloksena olevat elektronit synnyttävät yhä enemmän lumivyöryjä. Kun lumivyöryt menevät päällekkäin, muodostuu hyvin johtava kanava - streamer, jonka läpi voimakas elektronivirta ryntää katodilta anodille - tapahtuu hajoaminen.

Jos elektrodeilla on muoto, jossa kenttä elektrodien välisessä tilassa on suunnilleen tasainen (esimerkiksi ne ovat halkaisijaltaan riittävän suuria palloja), niin rikkoutuminen tapahtuu hyvin tietyllä jännitteellä, jonka arvo riippuu elektrodien välisestä etäisyydestä. pallot. Tämä on kipinävolttimittarin perusta, jota käytetään korkean jännitteen mittaamiseen. Mittausten aikana määritetään suurin etäisyys, jolla kipinä syntyy. Kerro sitten arvolla saadaksesi mitatun jännitteen arvon.

Jos jommallakummalla elektrodeilla (tai molemmilla) on erittäin suuri kaarevuus (esim. ohut lanka tai kärki toimii elektrodina), niin ei liian korkealla jännitteellä tapahtuu ns. koronapurkaus. Kun jännite kasvaa, tämä purkaus muuttuu kipinäksi tai kaareksi.

Koronapurkauksen aikana molekyylien ionisaatiota ja viritystä ei tapahdu koko elektrodien välisessä tilassa, vaan vain lähellä elektrodia, jolla on pieni kaarevuussäde, jossa kentänvoimakkuus saavuttaa arvot, jotka ovat yhtä suuria tai suurempia. Tässä purkauksen osassa kaasu hehkuu. Hehku on elektrodia ympäröivän koronan näköinen, mistä syntyy tämäntyyppisen purkauksen nimi. Kärjestä tuleva koronapurkaus näyttää valoisalta harjalta, ja siksi sitä kutsutaan joskus harjapurkaukseksi. Koronaelektrodin merkistä riippuen ne puhuvat positiivisesta tai negatiivisesta koronasta. Koronakerroksen ja ei-koronaelektrodin välissä on ulompi korona-alue. Hajotustila on olemassa vain koronakerroksen sisällä. Siksi voimme sanoa, että koronapurkaus on epätäydellinen kaasuraon hajoaminen.

Negatiivisen koronan tapauksessa katodilla on samanlaisia ​​ilmiöitä kuin hehkupurkauksen katodilla. Kentän kiihdyttämät positiiviset ionit syrjäyttävät katodista elektroneja, jotka aiheuttavat koronakerroksen molekyylien ionisaatiota ja virittymistä. Koronan ulkoalueella kenttä ei riitä antamaan elektroneille energiaa, joka tarvitaan ionisoimaan tai virittämään molekyylejä.

Siksi tälle alueelle tunkeutuvat elektronit ajautuvat nollan vaikutuksesta anodille. Jotkin elektronit vangitsevat molekyylit, mikä johtaa negatiivisten ionien muodostumiseen. Siten virran ulkoisella alueella määrittävät vain negatiiviset kantajat - elektronit ja negatiiviset ionit. Tällä alueella vuoto ei ole omavaraista.

Positiivisessa koronassa elektronivyöryt alkavat koronan ulkorajalta ja ryntäävät kohti koronaelektrodia - anodia. Vyöryjä synnyttävien elektronien ilmaantuminen johtuu koronakerroksen säteilyn aiheuttamasta fotoionisaatiosta. Virran kantajat koronan ulkoalueella ovat positiivisia ioneja, jotka ajautuvat kentän vaikutuksesta katodille.

Jos molemmilla elektrodeilla on suuri kaarevuus (kaksi koronaelektrodia), niiden läheisyydessä tapahtuu tietynmerkkiselle koronaelektrodille ominaisia ​​prosesseja. Molemmat koronakerrokset erotetaan toisistaan ​​uloimmalla alueella, jossa positiivisten ja negatiivisten virrankantajien vastavirrat liikkuvat. Tällaista koronaa kutsutaan kaksisuuntaiseksi.

Pykälässä 82 mainittu itsenäinen kaasupurkaus mittareiden kannalta on koronapurkaus.

Koronakerroksen paksuus ja purkausvirran voimakkuus kasvavat jännitteen kasvaessa. Pienellä jännitteellä koronan koko on pieni ja sen hehku on huomaamaton. Tällainen mikroskooppinen korona ilmestyy lähelle kärkeä, josta sähkötuuli virtaa (ks. § 24).

Kruunu ilmestyy vaikutuksen alaisena ilmakehän sähköä laivan mastojen, puiden jne. latvoissa sai muinaisina aikoina nimen Pyhän Elmon valot.

Korkeajännitesovelluksissa, erityisesti suurjännitesiirtolinjoissa, koronapurkaus johtaa haitallisiin virtavuotojin. Siksi sen estämiseksi on ryhdyttävä toimenpiteisiin. Tätä tarkoitusta varten esimerkiksi suurjännitelinjojen johdot otetaan melko suurella halkaisijalla, mitä suurempi, mitä suurempi on verkkojännite.

Koronapurkaus on löytänyt hyödyllisen sovelluksen sähkösuodattimien teknologiassa. Puhdistettava kaasu liikkuu putkessa, jonka akselia pitkin sijaitsee negatiivinen koronaelektrodi. Negatiiviset ionit, joita esiintyy suuria määriä koronan ulkoalueella, laskeutuu kaasua saastuttavien hiukkasten tai pisaroiden päälle ja kulkeutuu niiden mukana ulommalle ei-koronaelektrodille. Tämän elektrodin saavuttamisen jälkeen hiukkaset neutraloidaan ja kerrostuvat sen päälle. Tämän jälkeen putkeen osuessa kiinni jääneiden hiukkasten muodostama sedimentti putoaa keräyssäiliöön.

Salama on kumpupilven sähköstaattisen varauksen kipinäpurkaus, johon liittyy sokaiseva salama ja terävä ääni (ukkonen). Siksi meidän tulisi harkita yksityiskohtaisesti purkausten luokittelua ja ymmärtää, miksi salama välähtää.

Purkaustyypit

tumma (Townsend);

kruunu;

kipinä

Kipinäpurkaus

Tälle purkaukselle on ominaista ajoittainen muoto (myös tasavirtalähteitä käytettäessä). Sitä esiintyy yleensä kaasuissa, joiden paineet ovat ilmakehän paineen luokkaa. Luonnollisessa luonnolliset olosuhteet kipinäpurkaus havaitaan salaman muodossa. Ulkoisesti kipinäpurkaus on joukko kirkkaita siksak-haaroja ohuita nauhoja, jotka tunkeutuvat välittömästi purkausrakoon, sammuvat nopeasti ja korvaavat jatkuvasti toisensa. Näitä nauhoja kutsutaan kipinäkanaviksi. Ne alkavat sekä positiivisesta että negatiivisesta ja mistä tahansa siltä väliltä. Positiivisesta elektrodista kehittyvillä kanavilla on selkeät lankamaiset ääriviivat, kun taas negatiivisesta elektrodista kehittyvillä on diffuusi reunat ja hienompi haarautuminen.

Koska Koska kipinäpurkaus tapahtuu korkeissa kaasunpaineissa, syttymispotentiaali on erittäin korkea. (Esi. kuivalle ilmalle paineessa 1 atm ja elektrodien välisellä etäisyydellä 10 mm läpilyöntijännite on 30 kV.) Mutta kun purkausraosta tulee "kipinä" kanava, raon vastus muuttuu hyvin pieneksi, kanavan läpi kulkee lyhytaikainen suuren virran pulssi, jonka aikana purkausrakoa kohti on vain pieni vastus. Jos lähdeteho ei ole kovin korkea, purkaus pysähtyy tällaisen virtapulssin jälkeen. Elektrodien välinen jännite alkaa nousta aiempaan arvoonsa ja kaasun hajoaminen toistetaan uuden kipinäkanavan muodostuessa.

Sähkökipinä syntyy, jos kaasun sähkökenttä saavuttaa tietyn arvon Ek (kriittinen kenttävoimakkuus tai läpilyöntivoimakkuus), joka riippuu kaasun tyypistä ja sen tilasta. Esimerkiksi ilmalle normaaleissa olosuhteissa Ek3 * 106 V/m.

Ek:n arvo kasvaa paineen kasvaessa. Tietyn kaasun kriittisen kentänvoimakkuuden suhde kaasunpaineeseen p pysyy likimääräisenä laaja alue paineen muutokset: Ek/рconst.

Mitä suurempi kapasitanssi C on elektrodien välillä, sitä pidempi on jännitteen nousuaika. Siksi kondensaattorin kytkeminen päälle purkausraon kanssa pidentää kahden peräkkäisen kipinän välistä aikaa, ja itse kipinät tulevat voimakkaammiksi. Suuri sähkövaraus kulkee kipinäkanavan läpi, ja siksi virtapulssin amplitudi ja kesto kasvavat. Suurella kapasitanssilla C kipinäkanava hehkuu kirkkaasti ja näyttää leveiltä raidoilta. Sama tapahtuu, kun virtalähteen teho kasvaa. Sitten he puhuvat kondensoituneesta kipinäpurkauksesta tai kondensoituneesta kipinästä. Pulssin maksimivirranvoimakkuus kipinäpurkauksen aikana vaihtelee suuresti purkauspiirin parametrien ja purkausvälin olosuhteiden mukaan, ja se on useita satoja kiloampeereja. Lähdetehon lisääntyessä edelleen kipinäpurkaus muuttuu kaaripurkaukseksi.

Kipinäkanavan läpi kulkevan virtapulssin seurauksena kanavassa vapautuu kipinä suuri määrä energiaa (noin 0,1 - 1 J kanavan pituuden senttimetriä kohti). Energian vapautuminen liittyy äkilliseen paineen nousuun ympäröivässä kaasussa - sylinterimäisen iskuaallon muodostumiseen, jonka etuosan lämpötila on ~104 K. Tapahtuu kipinäkanavan nopea laajeneminen nopeuden ollessa päällä kaasuatomien lämpönopeuden järjestys. Iskuaallon edetessä lämpötila sen etupuolella alkaa laskea ja etuosa itse siirtyy pois kanavan rajalta. Iskuaaltojen esiintyminen selittyy kipinäpurkaukseen liittyvillä äänitehosteilla: ominainen rätisevä ääni heikossa purkauksessa ja voimakas jyrinä salaman sattuessa.

Kun kanava on olemassa, erityisesti korkeissa paineissa, havaitaan kipinäpurkauksen kirkkaampi hehku. Hehkun kirkkaus on epätasainen kanavan poikkileikkauksella ja sen keskellä on maksimi.

Tarkastellaan kipinäpurkausmekanismia.

Tällä hetkellä niin kutsuttu streamer-teoria kipinäpurkauksesta, joka on vahvistettu suorilla kokeilla, on yleisesti hyväksytty. Laadullisesti se selittää kipinäpurkauksen pääpiirteet, vaikka kvantitatiivisesti sitä ei voida pitää täydellisenä. Jos elektronivyöry alkaa lähellä katodia, niin sen reitillä tapahtuu kaasumolekyylien ja atomien ionisaatiota ja viritystä. On tärkeää, että virittyneiden atomien ja molekyylien lähettämät valokvantit, jotka etenevät anodille valonnopeudella, aiheuttavat itse kaasun ionisaatiota ja aiheuttavat ensimmäiset elektronivyöryt. Tällä tavalla heikosti hehkuvia ionisoidun kaasun kertymiä, joita kutsutaan streamereiksi, ilmaantuu koko kaasutilavuuteen. Kehitysprosessissaan yksittäiset elektronivyöryt ottavat kiinni toisiaan ja muodostavat yhteen sulautuessaan hyvin johtavan streamer-sillan. Siksi seuraavalla hetkellä voimakas elektronien virta ryntää muodostaen kipinäpurkauskanavan. Koska johtava silta muodostuu lähes samanaikaisesti esiintyvien streamerien yhdistämisen tuloksena, sen muodostumisaika on paljon lyhyempi kuin aika, joka tarvitaan yksittäisen elektronivyöryn kulkemiseen katodilta anodille. Negatiivisten striimien ohella, ts. katodista anodille etenevät streamerit, on myös positiivisia streamereita, jotka etenevät vastakkaiseen suuntaan.

Vapaat elektronit saavat valtavia kiihtyvyksiä sellaisessa kentässä. Nämä kiihtyvyydet suuntautuvat alaspäin, koska pilven alaosa on negatiivisesti varautunut ja maan pinta on positiivisesti varautunut. Matkalla ensimmäisestä törmäyksestä seuraavaan elektronit hankkivat merkittäviä kineettinen energia. Siksi, kun ne törmäävät atomien tai molekyylien kanssa, ne ionisoivat ne. Tämän seurauksena syntyy uusia (sekundaarisia) elektroneja, jotka vuorostaan ​​kiihtyvät pilven kentässä ja ionisoivat sitten uusia atomeja ja molekyylejä törmäyksissä. Kokonaisia ​​nopeiden elektronien lumivyöryjä ilmaantuu muodostaen pilviä aivan "alalle", plasma "langat" - streamer.

Sulautuessaan toisiinsa streamerit synnyttävät plasmakanavan, jonka kautta päävirtapulssi kulkee myöhemmin. Tämä pilven "pohjasta" maan pinnalle kehittyvä plasmakanava on täynnä vapaita elektroneja ja ioneja ja voi siksi johtaa sähkövirtaa hyvin. Häntä kutsutaan johtajaksi, tai tarkemmin sanottuna porrasjohtajaksi. Tosiasia on, että kanavaa ei muodosteta tasaisesti, vaan hyppyissä - "askelissa".

Sitä, miksi johtajan liikkeessä on taukoja ja suhteellisen säännöllisiä, ei tiedetä varmasti. Porrastetuista johtajista on useita teorioita.

Vuonna 1938 Schonland esitti kaksi mahdollista selitystä viiveelle, joka aiheuttaa johtajan askelmaisen luonteen. Yhden niistä mukaan elektronien tulisi liikkua alas johtavan streamerin (pilotin) kanavaa pitkin. Jotkut elektronit kuitenkin vangitsevat atomit ja positiivisesti varautuneet ionit, joten uusien etenevien elektronien saapuminen kestää jonkin aikaa, ennen kuin potentiaaligradientti on riittävä virran jatkumiselle. Toisen näkökulman mukaan positiivisesti varautuneiden ionien kerääntyminen johtokanavan pään alle ja siten riittävän potentiaaligradientin poikki muodostuminen vaatii aikaa. Vuonna 1944 Bruce ehdotti erilaista selitystä, joka perustui hehkupurkauksen kehittämiseen kaaripurkaukseen. Hän piti kärkipurkauksen kaltaista "koronapurkausta", joka esiintyy johtokanavan ympärillä, ei vain kanavan päässä, vaan koko sen pituudella. Hän selitti, että valokaaripurkauksen olemassaolon edellytykset muodostuvat jonkin aikaa sen jälkeen, kun kanava on kehittynyt tietyn matkan päähän ja sen vuoksi on noussut askelmia. Tätä ilmiötä ei ole vielä täysin tutkittu, eikä erityistä teoriaa ole vielä olemassa. Ja täällä fyysisiä prosesseja johtajan pään lähellä esiintyvät ovat varsin ymmärrettäviä. Kenttävoimakkuus pilven alla on melko korkea - se on B/m; avaruudessa suoraan johtajan pään edessä se on vielä suurempi. Kenttävoimakkuuden kasvu tällä alueella selittyy hyvin kuvassa 4, jossa poikkileikkaukset on esitetty katkoviivoin. ekvipotentiaalipinnat, ja kiinteät käyrät ovat kentänvoimakkuusviivoja. Vahvassa sähkökenttä Ilman atomien ja molekyylien voimakas ionisaatio tapahtuu lähellä johtajapäätä. Se johtuu ensinnäkin atomien ja molekyylien pommittamisesta johtajasta pakenevien nopeiden elektronien toimesta (ns. iskuionisaatio) ja toiseksi fotonien absorptiosta atomeihin ja molekyyleihin. UV-säteily johtajan lähettämä (fotoionisointi). Johtajan polulla kohdatun atomien ja ilmamolekyylien voimakkaan ionisaation vuoksi plasmakanava kasvaa, johtaja liikkuu kohti maan pintaa.

Matkan varrella olevat pysähdykset huomioiden johtajalla kesti 10...20 ms päästä maahan 1 km:n etäisyydellä pilven ja pilven välillä. maanpinta. Nyt pilvi on yhdistetty maahan plasmakanavalla, joka johtaa täydellisesti virtaa. Ionisoidun kaasun kanava näytti oikosulkevan pilven maan kanssa. Tämä päättää alkuimpulssin ensimmäisen kehitysvaiheen.

Toinen vaihe etenee nopeasti ja tehokkaasti. Päävirta kulkee johtajan määräämää polkua pitkin. Virtapulssi kestää noin 0,1 ms. Virran voimakkuus saavuttaa A:n suuruiset arvot. Huomattava määrä energiaa vapautuu (J asti). Kaasun lämpötila kanavassa saavuttaa. Juuri tällä hetkellä syntyy epätavallisen kirkas valo, jota havaitsemme salamapurkauksen aikana, ja syntyy ukkonen, jonka aiheuttaa äkillisesti kuumenneen kaasun äkillinen laajeneminen.

On tärkeää, että sekä plasmakanavan hehku että lämpeneminen kehittyvät suunnassa maasta pilveen, ts. alas ylös. Tämän ilmiön selittämiseksi jaetaan ehdollisesti koko kanava useisiin osiin. Heti kun kanava on muodostunut (johtajan pää on saavuttanut maanpinnan), ensin sen alimmassa osassa olleet elektronit hyppäävät alas; siksi kanavan alaosa alkaa ensin hehkua ja lämmetä. Sitten elektronit seuraavasta (kanavan korkeammasta osasta) ryntäävät maahan; tämän osan hehku ja kuumeneminen alkavat. Ja niin vähitellen - alhaalta ylös - yhä enemmän elektroneja otetaan mukaan liikkeelle maata kohti; Tämän seurauksena kanavan hehku ja kuumeneminen etenevät alhaalta ylöspäin.

Kun päävirtapulssi on kulunut, on tauko, joka kestää 10-50 ms. Tänä aikana kanava käytännössä sammuu, sen lämpötila laskee ja kanavan ionisaatioaste laskee merkittävästi.

Pilvessä on kuitenkin edelleen suuri varaus, joten uusi johtaja ryntää pilvestä maahan valmistaen tietä uudelle virtapulssille. Toisen ja sitä seuraavien iskujen johtajat eivät ole porrastettuja, vaan nuolen muotoisia. Nuolenpääjohtajat ovat samanlaisia ​​kuin porrastetun johtajan askeleet. Koska ionisoitu kanava on kuitenkin jo olemassa, pilotin ja vaiheiden tarve jää pois. Koska pyyhkäisyn johtajan kanavan ionisaatio on "vanhempaa" kuin porrastetun johtajan, varauksenkuljettajien rekombinaatio ja diffuusio tapahtuu voimakkaammin, ja siksi pyyhkäisyn johtajan kanavan ionisaatioaste on pienempi. Tämän seurauksena pyyhkäisyn johtajan nopeus on pienempi kuin porrastetun johtajan yksittäisten vaiheiden nopeus, mutta suurempi kuin ohjaajan nopeus. Pyyhkäisyn johtajan nopeusarvot vaihtelevat m/s.

Jos myöhempien salamaniskujen välillä kuluu tavallista enemmän aikaa, ionisaatioaste voi olla niin alhainen, erityisesti kanavan alaosassa, että uusi pilotti on tarpeen ilman uudelleenionisoimiseksi. Tämä selittää yksittäisiä tapauksia askelmien muodostumisesta johtajien alapäässä, ei ennen ensimmäistä, vaan myöhempiä salamaniskuja.

Kuten edellä todettiin, uusi johtaja seuraa polkua, jonka alkuperäinen johtaja loi. Se kulkee ylhäältä alas pysähtymättä (1 ms). Ja taas seuraa voimakas päävirran pulssi. Toisen tauon jälkeen kaikki toistuu. Tämän seurauksena näyttöön tulee useita voimakkaita impulsseja, joita luonnollisesti havaitsemme yksittäinen arvo salama kuin yksi kirkas salama.

Kipinäpurkaus

Kipinäpurkaus(sähkökipinä) - ei-stationaarinen sähköpurkauksen muoto, joka esiintyy kaasuissa. Tällainen purkautuminen tapahtuu yleensä paineissa, jotka ovat ilmakehän paineen luokkaa, ja siihen liittyy tyypillinen ääniefekti - kipinän "rätiseminen". Lämpötila kipinäpurkauksen pääkanavassa voi nousta 10 000 asteeseen. Luonnossa kipinäpurkaus tapahtuu usein salaman muodossa. Ilmassa olevan kipinän "lävistetty" etäisyys riippuu jännitteestä ja sen katsotaan olevan 10 kV per 1 senttimetri.

ehdot

Kipinäpurkaus syntyy yleensä, kun energialähteen teho ei riitä tukemaan vakaan tilan kaaripurkausta tai hehkupurkausta. Tässä tapauksessa, samanaikaisesti kun purkausvirta kasvaa jyrkästi, purkausraon yli oleva jännite putoaa hyvin lyhyeksi ajaksi (useita mikrosekunneista useisiin satoihin mikrosekunteihin) kipinäpurkauksen sammutusjännitteen alapuolelle, mikä johtaa virran katkeamiseen. vastuuvapauden. Sitten elektrodien välinen potentiaaliero kasvaa jälleen, saavuttaa sytytysjännitteen ja prosessi toistuu. Muissa tapauksissa, kun energialähteen teho on riittävän suuri, havaitaan myös koko tälle purkaukselle ominaisten ilmiöiden joukko, mutta ne ovat vain ohimeneviä prosessia, joka johtaa toisen tyyppisen purkauksen - useimmiten kaaren - muodostumiseen. yksi. Jos virtalähde ei pysty ylläpitämään itseään ylläpitävää sähköpurkausta pitkään aikaan, havaitaan sellainen itsestään jatkuva purkaus, jota kutsutaan kipinäpurkaukseksi.

Luonto

Kipinäpurkaus on joukko kirkkaita, nopeasti katoavia tai toisiaan korvaavia lankamaisia, usein voimakkaasti haarautuneita raitoja - kipinäkanavia. Nämä kanavat on täytetty plasmalla, joka voimakkaassa kipinäpurkauksessa ei sisällä vain lähdekaasun ioneja, vaan myös elektrodiaineen ioneja, jotka haihtuvat intensiivisesti purkauksen vaikutuksesta. Kipinäkanavien muodostumismekanismi (ja siten kipinäpurkauksen esiintyminen) selittyy kaasujen sähköisen hajoamisen streamer-teorialla. Tämän teorian mukaan purkausraon sähkökentässä syntyvistä elektronivyöryistä muodostuu tietyissä olosuhteissa streamerit - hämärästi hehkuvia ohuita haarautuneita kanavia, jotka sisältävät ionisoituneita kaasuatomeja ja niistä irronneita vapaita elektroneja. Niistä voimme korostaa ns. johtaja - heikosti hehkuva vuoto, joka "tasoittaa" polun pääpurkaukselle. Siirtyessään elektrodilta toiselle se sulkee purkausraon ja yhdistää elektrodit jatkuvalla johtavalla kanavalla. Sitten pääpurkaus kulkee vastakkaiseen suuntaan asetettua polkua pitkin, ja siihen liittyy voimakas virranvoimakkuus ja niissä vapautuvan energian määrä. Jokainen kanava laajenee nopeasti, mikä johtaa shokkiaaltoon sen rajoilla. Laajentuvien kipinäkanavien iskuaaltojen yhdistelmä synnyttää äänen, joka koetaan kipinän "säröilyksi" (salaman tapauksessa ukkonen).

Kipinäpurkauksen sytytysjännite on yleensä melko korkea. Sähkökentän voimakkuus kipinässä laskee hajoamishetken useista kymmenistä kilovolteista senttimetrillä (kV/cm) muutaman mikrosekunnin jälkeen ~100 volttiin senttimetriä kohti (V/cm). Suurin virta voimakkaassa kipinäpurkauksessa voi saavuttaa useiden satojen tuhansien ampeerien arvot.

Erityinen kipinäpurkaustyyppi - liukuva kipinäpurkaus, joka tapahtuu kaasun ja elektrodien väliin sijoitetun kiinteän dielektrin välisellä rajapinnalla edellyttäen, että kentänvoimakkuus ylittää ilman läpilyöntivoimakkuuden. Liukuvan kipinäpurkauksen alueet, joissa vallitsevat yhden merkin varaukset, aiheuttavat eristeen pinnalle erimerkkisiä varauksia, minkä seurauksena eristeen pintaa pitkin leviävät kipinäkanavat muodostaen ns. Lichtenberg-figuurit. . Kipinäpurkauksen aikana tapahtuvan kaltaiset prosessit ovat ominaisia ​​myös harjapurkaukselle, joka on siirtymävaihe koronan ja kipinän välillä.

Kipinäpurkauksen käyttäytyminen näkyy erittäin hyvin Tesla-muuntajasta saaduissa hidastettuissa purkauksissa (Fimp. = 500 Hz, U = 400 kV). Keskimääräinen virta ja pulssin kesto eivät riitä kaaren sytyttämiseen, mutta sopivat hyvin kirkkaan kipinäkanavan muodostamiseen.

Huomautuksia

Lähteet

• A. A. Vorobjov, Korkeajännitetekniikka. - Moskova-Leningrad, GosEnergoIzdat, 1945.
• Physical Encyclopedia, osa 2 - M.: Great Russian Encyclopedia s. 218.
• Kasvattaja Yu.P. Kaasunpurkauksen fysiikka. - 2. painos - M.: Nauka, 1992. - 536 s. - ISBN 5-02014615-3

Katso myös

Wikimedia Foundation. 2010.

Katso, mitä "kipinäpurkaus" on muissa sanakirjoissa:

- (kipinä), epävakaa sähkö purkaus, joka syntyy, kun välittömästi purkausvälin rikkoutumisen jälkeen sen ylittävä jännite putoaa hyvin lyhyeksi ajaksi (useasta mikrosekunnin murto-osasta satoihin mikrosekuntiin) jännitearvon alapuolelle... ... Fyysinen tietosanakirja

kipinäpurkaus- Sähköinen pulssipurkaus valolangan muodossa, joka tapahtuu, kun korkea verenpaine kaasu ja jolle on tunnusomaista ionisoitujen atomien tai molekyylien spektriviivojen korkea intensiteetti. [GOST 13820 77] kipinäpurkaus Täysi purkaus sisään... ... Teknisen kääntäjän opas

- (sähkökipinä) ei-stationaarinen sähköpurkaus kaasussa, joka tapahtuu sähkökentässä jopa usean ilmakehän kaasunpaineessa. Se erottuu mutkaisesta, haarautuneesta muodosta ja nopeasta kehityksestään (n. 10 7 s). Lämpötila pääkanavassa... Suuri Ensyklopedinen sanakirja

Kipinäpurkaus- (kipinä) sähköinen pulssipurkaus valolangan muodossa, joka kulkee korkeassa kaasunpaineessa ja jolle on tunnusomaista ionisoitujen atomien ja molekyylien spektrilinjojen korkea intensiteetti... venäläinen tietosanakirja työsuojelusta

Kipinäpurkaus- 3.19 Kipinäpurkaus on täydellinen purkaus kaasussa tai nestemäisessä eristeessä. Lähde … Normatiivisen ja teknisen dokumentaation termien sanakirja-viitekirja

- (sähkökipinä), ei-stationaarinen sähköpurkaus kaasussa, joka tapahtuu sähkökentässä jopa usean ilmakehän kaasunpaineessa. Se erottuu mutkaisesta, haarautuneesta muodostaan ​​ja nopeasta kehityksestään (noin 10–7 s). Lämpötila pääosassa...... tietosanakirja

kipinäpurkaus- kibirkštinis išlydis statusas T ala fizika atitikmenys: engl. kipinäpurkaus vok. Funkenentladung, f; Funkentladung, f rus. kipinäpurkaus, m pranc. décharge par étincelles, f … Fizikos terminų žodynas

Kipinä, yksi sähköpurkauksen muodoista kaasuissa; tapahtuu yleensä ilmakehän paineen luokkaa olevissa paineissa ja siihen liittyy tyypillinen ääniefekti: kipinän "rätiseminen". Luonnollisissa olosuhteissa I. r. useimmiten havaitaan salaman muodossa ... ... Suuri Neuvostoliiton tietosanakirja

Sähkökipinä on ei-stationaarinen sähköpurkaus kaasussa, joka tapahtuu sähkövirrassa. kentässä kaasun paineessa jopa useita. satoja kPa. Sille on tunnusomaista mutkainen, haarautunut muoto ja nopea kehitys (n. 10 7 s), johon liittyy tyypillinen ääni... ... Suuri tietosanakirja polytekninen sanakirja

- (sähkökipinä), ei-kiinteä sähkö. purkaus kaasussa, joka esiintyy sähkössä kentässä kaasun paineessa jopa useita. atm. Se erottuu mutkaisesta, haarautuneesta muodosta ja nopeasta kehityksestään (n. 10 7s). Tempo pa ch. kanava I.r. saavuttaa 10 000 K... Luonnontiede. tietosanakirja