NGHIÊN CỨU HIỆN TƯỢNG DÒNG ĐIỆN TÍCH TRONG DẦU KHỐNG TRẮNG A STUDY ON THE PHENOMENON OF STREAMERS IN WHITE MINERAL OIL

Nguyễn Văn Dũng 20 NGHIÊN CỨU HIỆN TƯỢNG DÒNG ĐIỆN TÍCH TRONG DẦU KHỐNG TRẮNG A STUDY ON THE PHENOMENON OF STREAMERS IN WHITE MINERAL OIL Nguyễn Văn Dũng Trường Đại học Cần thơ; nvdung@ctu.edu.vn Tóm tắt - Bài báo trình bày kết nghiên cứu tượng dịng điện tích dầu khống trắng Thí nghiệm thực với hệ thống điện cực mũi nhọn - bảng phẳng với khoảng cách điện cực cm tác dụng điện áp bước Ảnh hưởng độ lớn cực tính điện áp tác dụng lên tượng dịng điện tích khảo sát chi tiết Điện áp tác dụng tăng làm thay đổi hình dạng vận tốc di chuyển dịng điện tích dẫn đến hình thành loại dịng điện tích khác Khi điện áp tác dụng vượt giá trị ngưỡng, vận tốc dịng điện tích tăng đột ngột Dịng điện tích dương di chuyển với tốc độ cao có điện áp phóng điện điện áp gia tốc nhỏ so với dịng điện tích âm Trong q trình di chuyển dịng điện tích, ghi nhận xuất xung dòng điện xung ánh sáng Nguyên nhân gây chuyển từ dòng điện tích loại chậm sang nhanh thảo luận Abstract - This paper presents the results of a study on streamers in white mineral oil The experiments have been performed with a pointplane electrode system with a distance of cm among the electrodes under the effect of step voltage The influence of the amplitudes and polarities of the voltage on streamers has been carefully investigated in detail It is observed that the increased voltage changes the shapes and speeds of the streamers, which results in different propagation modes As the voltage in effect exceeds a threshold value, the velocities of the streamers increase sharply Positive streamers propagate with higher velocities but they have lower breakdown and acceleration voltages compared to negative streamers During the propagation of the streamers, the appearance of current and light pulses has been recorded The reason for the transition from low to fast mode streamers is to be discussed Từ khóa - dầu khống trắng; dịng điện tích; điện áp bước; vận tốc; điện cực Key words - white mineral oil; streamers; step voltage; velocity; electrodes Đặt vấn đề Dầu máy biến áp có nguồn gốc từ dầu mỏ chất lỏng cách điện sử dụng máy biến áp điện lực tính đến thời điểm đặc tính cách điện làm mát tốt Khi dầu máy biến áp bị phóng điện đánh thủng, máy biến áp bị hư hỏng nặng kết cung cấp điện bị gián đoạn Trước phóng điện diễn dầu, người ta quan sát xuất dịng điện tích [1-3] Do đó, việc nghiên cứu dịng điện tích dầu máy biến áp trở nên quan trọng thực vòng vài thập kỷ trở lại Tuy nhiên, hiểu biết cách hoàn tồn ngun lý phát triển dịng điện tích dầu máy biến áp chưa đạt nhiều nguyên nhân Một số cấu trúc hóa học phức tạp dầu Dầu máy biến áp có nguồn gốc từ dầu mỏ hỗn hợp nhiều hydrơ cácbon chia thành ba nhóm parafin, naphthene hydrô cácbon thơm Gần đây, việc nghiên cứu dầu cách điện có khả phân hủy sinh học hồn tồn tiến hành để tìm chất lỏng cách điện thay dầu máy biến áp tương lai [4, 5] Vì hiểu biết sâu dịng điện tích quan trọng cho việc thiết kế loại dầu cách điện Do việc nghiên cứu ảnh hưởng thành phần dầu máy biến áp đến đặc tính dịng điện tích cần thiết Vì nghiên cứu dịng điện tích thực theo hai giai đoạn Đầu tiên, khảo sát dầu khoáng trắng bao gồm phân tử thuộc nhóm parafin naphthene Sau đó, chất phụ gia có tính chất tương tự hydrơ cácbon thơm thêm vào Trong nghiên cứu này, ảnh hưởng cực tính điện áp tác dụng lên di chuyển dịng điện tích dầu khống trắng (Marcol-52) khảo sát chi tiết Đặc tính dịng điện tích trình bày thơng qua chiều dài dịng, điện áp phóng điện, điện áp gia tốc vận tốc Ngồi ra, hình dạng dịng điện tích khảo sát Cuối cùng, giả thuyết chuyển từ dịng điện tích loại chậm sang nhanh đề nghị Để phân biệt kiểu dịng điện tích, hệ thống phân loại dựa vào vận tốc di chuyển trình bày nghiên cứu [6, 7] sử dụng Trong nghiên cứu này, Loại di chuyển với tốc độ nhỏ 200-300 m/s loại có vận tốc lớn (1-3 km/s) Loại đạt vận tốc 100200 km/s dịng dương 10-40 km/s dòng âm Loại chuyển tiếp từ loại sang loại có vận tốc khoảng -10 km/s Bố trí thí nghiệm trình tự thí nghiệm Hình trình bày cách bố trí thí nghiệm sử dụng nghiên cứu Hệ thống điện cực mũi nhọn - mặt phẳng đặt buồng thí nghiệm thủy tinh Borosilicate Điện cực mũi nhọn làm dây tungsten có bán kính 75 m với đầu điện cực có hình bán cầu Việc sử dụng điện cực mũi nhọn có bán kính đầu điện cực lớn hai lý Thứ nghiên cứu tập trung vào trình di chuyển dịng điện tích q trình khơng ảnh hưởng đáng kể vào bán kính đầu điện cực mũi nhọn [4] Thứ hai để hạn chế khả đầu điện cực bị phá hủy sau xảy phóng điện đánh thủng Điện cực phẳng chế tạo thép khơng gỉ có đường kính 340 mm Máy phát cao áp Marx dùng để tạo điện áp bước (0,5/1700 s) Độ lớn điện áp đo phía cao áp cách sử dụng tụ cao áp nối tiếp với mạch tích phân Camera tốc độ cao, IMACON 468, dùng để chụp lại hình dạng dịng điện tích suốt q trình phát triển Camera có khung hình Khung hình từ đến dùng để chụp lại hình dạng dịng điện tích thời điểm khác trình phát triển Riêng khung Hình ghi lại tồn q trình phát triển dịng điện tích Xung dịng ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 3(88).2015 Tất thí nghiệm thực với khe hở điện cực cm dầu khống trắng có độ tinh khiết cao (Marcol-52) Loại dầu chứa 67% nguyên tử cácbon cấu trúc parafin 33% nguyên tử cácbon cấu trúc naphthene Marcol-52 có khối lượng riêng 0,8250,834 g/cm3 20oC, độ nhớt động học mm2/s 40oC nhiệt độ sôi 316oC Để khảo sát tác động điện áp lên dịng điện tích, điện áp đặt lên hệ thống điện cực tăng theo bước có giá trị khác tùy theo giai đoạn phát triển dịng điện tích Xung quanh giá trị điện áp phóng điện điện áp gia tốc, điện áp tác đụng tăng kV/bước giá trị điện áp khác, điện áp tăng 15-30 kV/bước Tại bước điện áp, thí nghiệm lặp lại 10 lần camera cho thấy dịng dương có cấu trúc “sợi” tạo thành từ nhiều kênh hẹp mịn dịng âm có cấu trúc “bụi cây” bao gồm nhiều nhánh phát xuất từ điểm bề mặt đầu điện cực mũi nhọn (Hình 3) Có lẽ cấu trúc sợi làm cho dòng dương di chuyển dễ dàng dòng âm 80 Dòng dương Dòng âm Chiều dài dịng (mm) điện đo phía hạ áp buồng thí nghiệm Ống nhân ánh sáng đặt cửa quan sát buồng thí nghiệm để ghi lại xung ánh sáng phát từ dịng điện tích 21 60 40 20 Sau lần phóng điện, dầu luân chuyển qua hệ thống lọc thời gian 30 phút để loại bỏ muội than sinh dầu bị cháy phóng điện 50 100 150 200 250 300 350 400 Điện áp tác dụng (kV) Hình Chiều dài dịng điện áp tác dụng Điện trở hạn dòng Tụ đo lường cao áp Ống nhân ánh sáng Hình Hình dạng dịng điện tích 150 kV; a dịng dương (hình chụp trước phóng điện); b dịng âm (hình chụp thời điểm dòng ngừng phát triển) cm Đèn Xenon Máy sóng Bảo vệ áp Mạch tích phân Mạch giảm tín hiệu 3.2 Điện áp phóng điện 99 ị Hình Bố trí thí nghiệm Kết nghiên cứu khảo sát 3.1 Chiều dài dịng Hình trình bày quan hệ chiều dài dịng điện tích trung bình (ls) điện áp tác dụng (V) Đầu tiên dịng điện tích xuất bề mặt điện cực mũi nhọn phát triển phía điện cực phẳng Chiều dài dịng điện tích tăng điện áp tác dụng tăng Khi V  Vb, dịng điện tích kết thúc phát triển chiều dài có giá trị nhỏ khoảng cách điện cực (d) Trong báo này, Vb định nghĩa giá trị điện áp phóng điện có xác suất tích lũy 50% Cùng với giá trị trung bình, phân tán liệu thể độ lớn sai số Độ phân tán liệu tăng điện áp tác dụng lớn Đối với dòng âm, phân tán liệu lớn dịng điện tích tiến đến gần điện cực phẳng Khi V  Vb, dịng điện tích ln phát triển hết khoảng cách điện cực nên ls = d Đồng thời quan sát xuất phóng điện đánh thủng Từ Hình 2, thấy chiều dài dịng phụ thuộc lớn vào cực tính điện áp tác dụng Dịng dương ln dài dịng âm Sự khác biệt lớn điện áp tác dụng tăng Điều có nghĩa với giá trị điện áp tác dụng dịng dương dễ phát triển dịng âm Hình chụp từ Weibull - 95% CI Xác suất phóng điện tích lũy (%) Camera b a 90 80 70 60 50 40 30 Dòng dương Dịng âm Hệ số Hệ số hình dạng tỉ lệ 26,84 72,01 164,3 390,8 50 20 10 388,8 Buồng thí nghiệm 162,1 Máy tạo xung 100 150 200 250 300 350 400 Điện áp tác dụng (kV) Hình Điện áp phóng điện Điện áp phóng điện (Vb) xác định từ phân phối Weibull Biểu thức xác định xác suất phóng điện tích lũy theo phân phối Weibull hai tham số cho công thức Trong công thức này, Vo  hệ số tỉ lệ hình dạng, V giá trị biên độ điện áp tác dụng Điện áp phóng điện dịng dương 41,7% so với điện áp phóng điện dịng âm (162,1 kV so với 388,8 kV) thể Hình Sự suy giảm mạnh điện áp phóng điện dịng dương liên quan đến gia tăng cách đáng kể chiều dài dòng điện tích dương thể Hình Hệ số hình dạng  trường hợp dịng dương 37,3% so với hệ số hình dạng trường Nguyễn Văn Dũng 22 hợp dòng âm (26,84 so với 72,01) Điều độ phân tán liệu điện áp phóng điện dịng dương lớn nhiều so với dòng âm   V   F (V ) = − exp −      Vo   (1) dòng âm khoảng 10 lần Dòng dương đột ngột tăng vận tốc điện áp khoảng 210 kV dòng âm gia tốc điện áp xấp xỉ 390 kV Do đó, tỉ số Va/Vb khoảng 1,3 dòng dương 1,0 dòng âm 1000 Dòng dương Dòng âm 3.3 Thời gian phóng điện 1000 Vận tốc trung bình (km/s) 100 Thời gian phóng điện (tBD) giảm điện áp tác dụng tăng phụ thuộc mạnh vào cực tính điện áp tác dụng (Hình 5) Tại giá trị điện áp ngưỡng (Vth), tBD giảm đột ngột từ 20 s xuống s dòng dương từ 200300 s xuống s dòng âm Sau đó, tBD giảm từ từ có xu hướng bão hòa điện áp tác dụng tiếp tục tăng Kết tương tự quan sát số chất lỏng khác [8-11] 10 0,1 Vb Dịng dương Vb Thời gian phóng điện (µs) Dịng âm Va Va 0,01 100 100 200 300 400 500 600 Điện áp tác dụng (kV) Hình Vận tốc trung bình 3.5 Loại, hình dạng di chuyển dịng điện tích 3.5.1 Dịng dương Trong nghiên cứu này, quan sát dịng điện tích loại 2, loại loại Dịng điện tích loại xuất bán kính đầu điện cực mũi nhọn vào khoảng vài m [13] 10 Vb (-) Vth (+) Vb (+) Vth (-) 0,1 100 200 300 400 500 600 Điện áp tác dụng (kV) Hình Thời gian phóng điện 3.4 Vận tốc Hình minh họa quan hệ vận tốc trung bình dịng điện tích điện áp tác dụng Khi V  Vb, vận tốc dịng tính từ chiều dài dòng (ls) thời gian phát triển dòng tương ứng (ts) Khi V  Vb, vận tốc dòng xác định từ khoảng cách điện cực (d) thời gian phóng điện (tBD) Tổng qt, vận tốc dịng tăng theo “bậc” điện áp tác dụng tăng Vận tốc tính Vb vào khoảng 1-2 km/s dòng dương xấp xỉ 100-200 m/s dòng âm Tại giá trị điện áp ngưỡng Va, vận tốc dòng dương tăng lên đạt 3-4 km/s vận tốc dịng âm khơng tăng Va  Vb Va gọi điện áp gia tốc có giá trị xấp xỉ Vth Hình Ngay điện áp tác dụng lớn Va, quan sát gia tăng vận tốc cách đột ngột dòng dương âm Hiện tượng xảy nhiều loại chất lỏng [4, 5, 8, 12] Sự tăng đột ngột vận tốc dòng điện tích có liên quan đến suy giảm nhanh chóng thời gian phóng điện trình bày Hình Lúc này, quan sát giảm đáng kể số lượng nhánh dòng dương xuất nhánh bao quanh nhiều nhánh phụ trường hợp dịng âm (Hình 7) Tuy nhiên, nhánh phụ phát triển đoạn ngắn Tiếp tục tăng điện áp tác dụng, dòng dương đạt tốc độ khoảng 200 km/s dòng âm di chuyển với vận tốc khoảng 25 km/s Điều tốc độ phát triển dịng điện tích phụ thuộc lớn vào cực tính điện áp tác dụng Dịng dương ln di chuyển với vận tốc lớn Khi V  Vb, ghi nhận xuất dịng điện tích loại với vận tốc di chuyển 1-2 km/s Hình dạng tiêu biểu dịng dương loại biểu diễn Hình Dịng điện tích tạo thành từ vài nhánh bao bọc xung quanh nhánh phụ Sự phân nhánh diễn mạnh đầu nhánh Khi Vb  V  Va, dịng điện tích loại xuất Vận tốc đạt giá trị lớn khoảng 3-4 km/s Dịng điện tích phân nhánh điện áp tác dụng tăng (Hình 8) Hình ảnh tiêu biểu tồn q trình di chuyển dịng dương loại trình bày Hình Dịng điện tích bắt đầu nhiều điểm sáng mờ tạo nên phần sáng Mặc dù khơng thể quan sát rõ Hình điểm sáng mờ quan sát rõ hình camera Các điểm sáng mờ phát từ kênh sáng mờ dịng điện tích [14] Dịng điện tích kết thúc với xuất kênh sáng lặp lại giai đoạn cuối trình di chuyển Các kênh sáng lặp lại tượng phóng điện mơi trường khí bên nhánh dịng điện tích [2, 14] Cùng với xuất kênh sáng lặp lại, đo xuất xung ánh sáng xung dòng điện Tốc độ di chuyển dòng điện tích đo khoảng 2,5 km/s xuyên suốt khe hở điện cực Xung quanh giá trị Va, dòng loại (loại chuyển tiếp) xuất Vận tốc dao động từ 3,5 đến 21 km/s Dịng điện tích tạo thành từ nhánh bao bọc nhiều nhánh phụ xung quanh Hình 10 Hình 11 minh họa tồn q trình di chuyển dịng dương loại Tại giai đoạn đầu, dịng điện tích bắt đầu tia sáng mạnh đạt vận tốc 50-100 km/s Tuy nhiên dịng điện tích di chuyển với vận tốc 2,5-4 km/s giai đoạn Quan sát xuất kênh sáng lặp lại sau tia ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 3(88).2015 23 sáng kênh sáng tái diễn có tính chất chu kỳ Nền sáng phát hai kênh sáng lặp lại 58.3 km/s 2.6 km/s (b) (a) 210 kV V= +190 kV  Va No V= +220 kV Va Xung ánh sáng Thời gian (4 s/div.) Dòng điện (2A/div.) (c) Điện áp (216 kV/div.) V= - 380 kV  Va V= - 410 kV  Va Thứ tự khung hình Camera Hình 11 (a) Hình ảnh tiêu biểu trình di chuyển dịng điện tích dương loại 3, (b) hình chụp khung hình số (a), (c) tín hiệu tương ứng (a) Hình Ảnh hưởng điện áp tác dụng lên hình dạng dịng điện tích (a) 150 kV (b) 180 kV Hình Hình dạng tiêu biểu dịng dương loại Khi V  Va, dòng dương loại xuất Dòng điện tích bao gồm nhánh sáng bao quanh vài nhánh phụ Hình 12a So sánh với dịng điện tích loại 3, dịng điện tích loại có số nhánh giảm đáng kể di chuyển với vận tốc lớn (100-200 km/s) Lúc ghi nhận vùng sáng liên tục có cường độ mạnh suốt q trình di chuyển dịng điện tích (Hình 13) Nếu tiếp tục tăng điện áp tác dụng đạt giá trị  Va, dịng điện tích phân nhánh mạnh Hình 12b 2.4 km/s Nền sáng Kênh sáng lặp lại (a) 180 kV Đường biên (b) No Thời gian (10 s/div.) (b) 450 kV (a) 230 kV Xung ánh sáng Hình 12 Hình dạng tiêu biểu dịng dương loại Dòng điện (2A/div.) (c) Điện áp (216 kV/div.) Thứ tự khung hình Camera Hình (a) Hình ảnh tiêu biểu trình di chuyển dịng dương loại 2, (b) hình chụp khung hình số (a), (c) tín hiệu tương ứng (a) 220 km/s (a) 230 kV (b) Hình 13 (a) Hình ảnh tiêu biểu trình di chuyển dịng dương loại 4, (b) hình chụp khung hình (a) 3.5.2 Dịng âm Dịng âm loại xuất điện áp tác dụng nhỏ Va Loại dịng âm phát triển hết khe hở điện cực với vận tốc nhỏ 20-300 m/s kết thúc phóng điện đánh thủng Dịng điện tích có dạng “bụi cây” Số lượng kênh tăng theo điện áp tác dụng Các kênh tiếp tục phân nhánh Hình 14 Hình 10 Hình dạng tiêu biểu dòng dương loại 210 kV Hình chụp trước thời điểm xảy phóng điện Hình ảnh tiêu biểu trình di chuyển dịng âm loại mơ tả Hình 15 Sự di chuyển dịng điện tích Nguyễn Văn Dũng 24 bắt đầu kênh sáng có vận tốc khoảng km/s Sau đó, dịng điện tích phát triển với tốc độ thấp khoảng 200-400 m/s Một số kênh sáng lặp lại nhiều điểm lóa sáng xuất q trình di chuyển dịng điện tích (a) 240 kV quan sát dịng âm loại (Hình 16b) phát triển thành nhánh nhỏ dòng âm loại Dòng âm loại di chuyển với tốc độ 10-40 km/s Khi tiếp tục tăng điện áp tác dụng, quan sát dòng âm loại tiếp tục phân nhánh Tồn q trình phát triển dòng âm loại minh họa Hình 18 Khi dịng âm loại phát triển, quan sát đồng thời kênh sáng lặp lại phần sáng (b) 370 kV Hình 14 Hình dạng tiêu biểu dịng âm loại Điểm lóa sáng 480 kV Hình 17 Hình dạng tiêu biểu dòng âm loại 0.4 km/s Kênh sáng 6.8 km/s lặp lại (a) 370 kV Nền sáng 10 km/s (b) No Xung ánh sáng Dòng điện (1A/div.) (c) Điện áp (216 kV/div.) Thời gian (40 s/div.) Thứ tự khung hình Camera Hình 15 (a) Hình ảnh tiêu biểu q trình di chuyển dịng âm loại 1, (b) hình chụp khung hình số (a), (c) tín hiệu tương ứng (a) Dịng âm loại quan sát xung quanh giá trị Va So với dòng âm loại 1, dòng âm loại “mảnh” (Hình 16a) Vận tốc loại dòng âm thay đổi từ 0,6 đến km/s Dòng âm loại tạo thành từ thân bao quanh nhánh phụ Các nhánh nhỏ dọc thân phụ có xu hướng kết thúc dạng nốt trịn nhỏ (Hình 16b) So với dịng âm loại 2, dịng âm loại dường “mảnh” di chuyển với vận tốc cao (5-8 km/s) Bởi xung quanh giá trị Va, dòng âm loại xuất cách ngẫu nhiên theo lần thí nghiệm nên điều chỉnh camera để ghi lại tồn q trình di chuyển hai loại dịng âm số lần lặp lại thí nghiệm hạn chế a) 390 kV b) 395 kV Hình 16 (a) Hình dạng tiêu biểu dịng âm loại 2, (b) hình dạng tiêu biểu dịng âm loại Dòng âm loại dễ dàng quan sát điện áp tác dụng đạt giá trị khoảng 1,1 Va Dòng âm loại tạo thành từ vài nhánh bao quanh nhiều nhánh phụ biểu diễn Hình 17 Dường nốt trịn nhỏ (a) 420 kV (b) Hình 18 (a) Hình ảnh tiêu biểu q trình di chuyển dịng âm loại 4, (b) hình chụp khung hình (a) Bàn luận 4.1 So sánh dòng điện tích dương dịng điện tích âm Dịng điện tích dương “mảnh” so với dịng điện tích âm (Hình 16) phát triển nhanh gấp 10 lần dịng điện tích âm (Hình 6) Có lẽ dịng dương “mảnh” dòng âm nên cường độ điện trường đầu dòng dương lớn điện trường đầu dòng âm Mà cường độ điện trường đầu dịng điện tích xem yếu tố quan trọng để thúc đẩy phát triển dịng điện tích [15] Do đó, với điện trường đầu dịng điện tích cao nên dịng dương phát triển với tốc độ cao dòng âm Điện áp phóng điện dịng điện tích dương khoảng 42% giá trị điện áp phóng điện dịng âm (Hình 4) Đối với dịng dương, quan sát loại loại dòng âm ghi nhận Khi điện áp tác dụng vượt điện áp gia tốc (Va), số lượng nhánh dịng dương âm giảm nhanh chóng dịng điện tích chuyển từ loại chậm sang nhanh (Hình 6, 16) 4.2 Giả thuyết chuyển từ dịng điện tích loại chậm sang nhanh Dịng điện tích loại xếp vào loại chậm dòng loại phân vào loại nhanh [7] Dịng điện tích chuyển từ loại chậm sang loại nhanh, có nghĩa từ loại sang 4, điện áp tác dụng vượt giá trị Va Lúc quan sát thay đổi lớn vận tốc hình dạng dịng điện tích (Hình 6, 16) Hiện tượng quan sát nhiều loại chất lỏng khác [8-12] Điều chứng tỏ nguyên nhân gây chuyển từ dịng điện tích loại chậm sang loại nhanh giống tất loại chất lỏng khác 4.2.1 Dịng dương Có vài giả thuyết đưa để giải thích ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 3(88).2015 chuyển từ loại chậm sang nhanh dịng điện tích dương điện áp tác dụng vượt giá trị Va [3, 10] Theo [3], điện áp tác dụng thấp, hiệu ứng “phân nhánh” làm cho dịng điện tích phát triển với tốc độ chậm Khi hiệu ứng “phân nhánh” bị khử điện áp tác dụng lớn giá trị Va, điện trường đầu dịng điện tích tăng cao dẫn đến vận tốc dịng điện tích đột ngột tăng cao tức dịng điện tích chuyển từ loại sang Trong nghiên cứu [10], giả thiết mối quan hệ vận tốc phân nhánh dịng điện tích giới thiệu Theo giả thuyết này, điện áp tác dụng đủ lớn dịng điện tích phát triển với tốc độ cao (10-20 km/s) hình thành Do đó, phân nhánh bị ngăn cản cường độ điện trường đầu dòng điện tích tăng lên dẫn đến kết dịng điện tích phát triển với tốc độ cao Từ kết Hình 7, 13, tác giả nhận thấy dịng điện tích bắt đầu kênh sáng chói có vận tốc cao dịng điện tích di chuyển với vận tốc lớn Điều có nghĩa chất dịng điện tích loại nguyên lý chiếm ưu gây di chuyển dòng điện tích có lẽ thay đổi Đến thời điểm chất nguyên lý di chuyển dịng điện tích loại nhanh chưa hiểu Để bổ sung cho hai giả thuyết trên, tác giả đề nghị điện áp tác dụng lớn Va, điện trường đầu điện cực mũi nhọn đạt đến vài chục MV/cm Với giá trị cao điện trường, phân tử dầu xung quanh đầu điện cực mũi nhọn bị ion hóa trực tiếp sinh điện tử tự ion dương ion âm bắt giữ điện tử phân tử dầu Sự tương tác điện tích với điện cực mũi nhọn với phân tử dầu xung quanh điện cực mũi nhọn hình thành nên kênh plasma có độ dẫn điện cao gắn vào điện cực mũi nhọn Tuy nhiên trình cụ thể để hình thành kênh plasma không hiểu rõ cần phải tiếp tục nghiên cứu Sự hình thành kênh plasma có tác dụng tương tự kéo dài điện cực mũi nhọn Do điện trường đầu điện cực mũi nhọn tăng cao làm tăng trình như: ion hóa phân tử dầu, kích thích khử kích thích phân tử dầu, phát xạ photon, đốt nóng hóa dầu hình thành bọt khí… Tuy nhiên q trình chiếm ưu khơng xác định Kết hình thành thêm đoạn kênh plasma gắn vào kênh Quá trình tương tự lặp lại tạo thành phát triển dịng điện tích dương hướng cực bảng âm với vận tốc lớn 4.2.2 Dòng âm Đối với dịng điện tích âm, ngun nhân gây chuyển từ dịng loại chậm (loại 2) sang loại nhanh (loại 4) không xác định Tuy nhiên, thể Hình 16, dịng loại dường mảnh phân nhánh so với dịng loại Điều có lẽ điện trường đầu dòng loại cao so với dòng loại Do q trình điện tử diễn đầu dòng loại mạnh nên tốc độ di chuyển cao Kết luận Các đặc tính dịng điện tích khảo sát 25 chi tiết Rõ ràng dòng điện tích dương nguy hiểm dịng điện tích âm nhiều dịng điện tích dương có tốc độ phát triển lớn hơn, điện áp phóng điện điện áp gia tốc nhỏ so với giá trị tương ứng dịng điện tích âm Mặc dù ngun nhân gây chuyển từ dịng điện tích loại chậm sang nhanh chứng minh được, cường độ điện trường đầu dịng điện tích xem yếu tố định Khi chuyển từ dịng điện tích loại chậm sang nhanh có lẽ chất nguyên lý di chuyển dịng điện tích thay đổi TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] J C Devins, S J Rzad, and R J Schwabe, “Breakdown and PreBreakdown Phenomena in Liquids”, Journal of Applied Physics, vol 52, 1981, pp 4531-4545 [2] O Lesaint and G Massala, “Positive streamer propagation in large oil gaps - Experimental characterization of propagation modes”, IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, vol 5, 1998, pp 360-370 [3] G Massala and O Lesaint, “Positive streamer propagation in large oil gaps - Electrical properties of streamers”, IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, vol 5, 1998, pp 371-381 [4] C T Duy, O Lesaint, A Denat, and N Bonifaci, “Streamer Propagation and Breakdown in Natural Ester at High Voltage”, IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, vol 16, 2009, pp 1582-1594 [5] Q Liu and Z D Wang, “Streamer Characteristic and Breakdown in Synthetic and Natural Ester Transformer Liquids under Standard Lightning Impulse Voltage”, IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, vol 18, 2011, pp 285-294 [6] R E Hebner, The Liquid state and its Electrical Properties, NATO ASI series, Vol B193, Plenum press, 1988 [7] O Lesaint, “Propagation of positive discharges in long liquid gaps”, Proceedings of the 12th International Conference on Conduction and Breakdown in Dielectric Liquids, 1996, pp 161-166 [8] D Linhjell, L Lundgaard, and G Berg, “Streamer Propagation under Impulse Voltage in Long Point-Plane Oil Gaps”, IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, vol 1, 1994, pp 447-458 [9] D Linhjell, S Ingebrigtsen, L E Lundgaard, and M Unge, “Streamers in Long Point-Plane Gaps in Cyclohexane with and without Additives under Step Voltage”, Proceedings of the International Conference on Dielectric Liquids, 2011 [10] N V Dung, H K Høidalen, D Linhjell, L E Lundgaard, and M Unge, “Influence of Impurities and Additives on Positive Streamers in Paraffinic Model Oil”, IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, vol 19, 2012, pp 1593-1603 [11] N V Dung, H K Hoidalen, D Linhjell, L E Lundgaard, and M Unge, “Influence of Impurities and Additives on Negative Streamers in Paraffinic Model Oil”, IEEE Transactions on Dielectric and Electrical Insulation, vol.20, 2013, pp 876-886 [12] G Massala and O Lesaint, “A comparison of negative and positive streamers in mineral oil at large gaps”, Journal of Physics D-Applied Physics, vol 34, 2001, pp 1525-1532 [13] O Lesaint and P Gournay, “Initiation and Propagation Thresholds of Positive Prebreakdown Phenomena in Hydrocarbon Liquids”, IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, vol 1, 1994, pp 702-708 [14] N V Dung, H K Hoidalen, D Linhjell, L E Lundgaard, and M Unge, “A Study on Positive Streamer Channels in Marcol Oil”, Annual Report of IEEE Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena, Montreal, Canada, 2012, pp 365-370 [15] T V Top, G Massala, and O Lesaint, “Streamer propagation in mineral oil in semi-uniform geometry”, IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, vol 9, 2002, pp 76-83 (BBT nhận bài: 18/10/2014, phản biện xong: 02/03/2015)