(BQ) Bài giảng Kỹ thuật cao áp - Chương 4: Phóng điện trong điện trường không đều trong chất khí cung cấp cho người học các kiến thức: Lý thuyết phóng điện dòng điện tử, phóng điện trong điện trường không đều, phóng điện vầng quang trên dây truyền tải cao áp,... Mời các bạn cùng tham khảo.
CHƯƠNG IV: PHĨNG ĐIỆN TRONG ĐIỆN TRƯỜNG KHƠNG ĐỀU TRONG CHẤT KHÍ Lý thuyết phóng điện dịng điện tử (streamer) Phóng điện điện trường khơng Phóng điện vầng quang dây truyền tải cao áp Phóng điện khe hở khơng khí Ảnh hưởng điều kiện khí TS Nguyễn Văn Dũng 8/3/2015 Tài liệu có quyền Khơng phép chép hay cơng bố rộng rãi hình thức Lý thuyết phóng điện dịng điện tử-streamer Điều kiện áp dụng: - Áp suất khí cao - Pd > 1000 mmHg.cm Hiện tượng: - Thời gian phóng điện nhỏ: 10-8s (PĐ Townsend: 10-5s) - Chỉ cần 01 thác điện tử phát triển thành phóng điện đánh thủng TS Nguyễn Văn Dũng 8/3/2015 Tài liệu có quyền Không phép chép hay công bố rộng rãi hình thức Raether (1964): đề nghị lý thuyết phóng điện dịng điện tử sau: - Khi số lượng điện tử đầu thác đạt 5.108 E tăng cao phát photon ion hóa quang quang điện tử thác thứ cấp - Thác thứ cấp gắn vào thác tạo kênh plasma dẫn điện tốt phát triển nhanh phía điện cực đối diện - Điều kiện chuyển từ thác sang dịng điện tử Thác Thác thứ cấp 5.108 e xc 5,27 10 7 exp(xc ) Er (V / cm) 1/ xc / p Photon TS Nguyễn Văn Dũng 8/3/2015 Tài liệu có quyền Không phép chép hay công bố rộng rãi hình thức TS Nguyễn Văn Dũng 8/3/2015 Tài liệu có quyền Khơng phép chép hay công bố rộng rãi hình thức Phân bố điện trường xuất điện tích khơng gian Điện trường điện tích khơng gian chiều điện trường ngồi Điện trường tăng cao TS Nguyễn Văn Dũng 8/3/2015 Tài liệu có quyền Khơng phép chép hay cơng bố rộng rãi hình thức Phóng điện điện trường khơng 2.1 Mô tả điện trường không Điện trường phần có chênh lệch điện thiết bị điện thực tế khơng đại diện hệ thống điện cực như: mũi nhọn-mặt phẳng, cầu-phẳng, thanh-phẳng trụ đồng trục Mức độ không điện trường xác định hệ số (hệ số Schwaiger) Eave U Emax d Emax 1 - Điện trường gần đều: 0,25 - Điện trường không đều: < 0,01 Điện trường gần đều: xuất hiện tượng ion hóa ln kết thúc phóng điện đánh thủng Điện trường khơng đều: phóng điện vầng quang (biểu hiện: ánh sáng âm thanh) xảy trước khơng dẫn đến phóng điện đánh thủng TS Nguyễn Văn Dũng 8/3/2015 Tài liệu có quyền Khơng phép chép hay công bố rộng rãi hình thức Điện trường khơng phân tán mạnh hệ thống điện cực: mũi nhọn-mũi nhọn, mũi nhọn- phẳng, cầu - phẳng… Điện trường cao TS Nguyễn Văn Dũng 8/3/2015 Tài liệu có quyền Khơng phép chép hay cơng bố rộng rãi hình thức 2.2 Điều kiện phóng điện điện trường khơng E p f p Hệ số ion hóa: Điện trường thay đổi khe hở điện cực hệ số ion hóa thay đổi Điều kiện phóng điện Townsend (thác điện tử) hiệu chỉnh sau: Điện trường (thác điện tử) exp(d ) 1 Điện trường khơng (dịng điện tử) d exp( ( x)dx) 1 d exp( ( x)dx) d d: khe hở điện cực ( x)dx ln(1 ) TS Nguyễn Văn Dũng 8/3/2015 Tài liệu có quyền Khơng phép chép hay cơng bố rộng rãi hình thức Trong trường hợp tổng quát, điều kiện xảy phóng điện điện trường khơng xc d exp( ( x)dx) 108 xc d ( x)dx 18 20 Cường độ điện trường đầu thác chuyển từ thác điện tử sang dòng điện tử xc Er 5,27 10 7 xc exp( dx) xc / p 1/ (V / cm) Phóng điện đánh thủng điện trường khơng chất khí ln bắt đầu tượng phóng điện vầng quang TS Nguyễn Văn Dũng 8/3/2015 Tài liệu có quyền Khơng phép chép hay cơng bố rộng rãi hình thức 2.3 Phóng điện vầng quang a Hiện tượng Là dạng phóng điện tạo từ ion hóa chất khí chất lỏng xung quanh vật dẫn điện điện trường không cường độ điện trường gần bề mặt vật dẫn vượt độ bền điện không đủ điều kiện để gây phóng điện đánh thủng tồn khe hở điện cực Đặc tính: o Phóng điện tự trì điện trường không o Điện áp bắt đầu vầng quang nhỏ điện áp đánh thủng o Phát sáng âm TS Nguyễn Văn Dũng 8/3/2015 Tài liệu có quyền Khơng phép chép hay cơng bố rộng rãi hình thức Đồ thị điện áp phóng điện-khoảng cách điện cực UBD D ≥ 2d o D lớn: điện trường - UBD tăng tuyến tính với d (UBD = A.d) D < 2d o D nhỏ: điện trường không - UBD tăng khơng tuyến tính với d (UBD = A.dn với n 1000 mmHg.cm Hiện tượng: - Thời gian phóng điện nhỏ: 1 0-8 s (PĐ Townsend: 1 0-5 s) - Chỉ cần 01 thác điện tử phát... hóa cách điện có nguồn gốc từ polymer cao su TS Nguyễn Văn Dũng 8/3/2015 Tài liệu có quyền Khơng phép chép hay cơng bố rộng rãi hình thức TS Nguyễn Văn Dũng 8/3/2015 Tài liệu có quyền Khơng