Контрольная работа

 

Техника высоких напряжений

Задача 1

Условие:

Рассчитать число электронов в лавине, развивающейся в воздухе при различных атмосферных условиях (таблица 3.1) под действием однородного электрического поля с напряжённостью Е, после прохождения лавиной пути х (таблица 3.2).

Дано: , ,  кВ/см, см.

Найти: n=?

·  Допустим, что в лавине, прошедшей расстояние х, содержится n электронов. На пути  каждый из них произведёт  ионизаций, поэтому увеличение числа электронов в лавине на пути .

    

если электрическое поле однородное и напряжённость его всюду одинакова, то коэффициент свойства  не зависит от координаты х, поэтому получаем   

Где:  эффективный коэффициент ионизации;

х – путь, пройденный лавиной.

Коэффициент  представляет собой разность между коэффициентом ударной ионизации  и коэффициентом прилипания электронов , равным числу актов захвата на пути в 1см, т.е.

·  Величина  для воздуха рассчитывается по эмпирической формуле

,

 - относительная плотность воздуха

Е – напряжённость электрического поля, кВ/см.

·  Относительная плотность воздуха рассчитывается:

 ,

Где  и  давление и температура при нормальных атмосферных условиях: ;

 и  давление и температура воздуха в расчётных условиях.

Решение:

·  Рассчитываем величину  

·  Рассчитываем коэффициент  при напряжённости поля  кВ/см

·  Находим число электронов в лавине при см

 

Задача 2

Условие:

Определить пробивное напряжение воздушного промежутка между электродами различной конфигурации при подаче на промежуток постоянного, переменного (промышленной частоты) и импульсного (стандартного) напряжений обеих полярностей.

Расстояние между электродами указано в таблице 3.3. Вид прикладываемого напряжения, форма электродов и атмосферные условия приведены в таблице 3.4.

Примечание. Разрядные напряжение, определённое по формулам, таблицам и графикам, следует привести к реальным атмосферным условиям (указанным в таблице 3.4).

Дано:

, вид прикладываемого напряжения – переменное ,

Стержень-стержень, ГПа, .

Найти:

Промежутки стержень-стержень, являются классическим примером симметричного резконеоднородного поля. Электрическая прочность промежутка между двумя проводами очень близка к прочности промежутка стержень-стержень.

Зависимость разрядного напряжения для промежутков с резконеоднородным полем от давления имеет своеобразный характер: с ростом давления разрядные напряжения увеличиваются, в случае положительного стержня происходит снижение разрядного напряжения. Это явление можно объяснить следующим образом. При увеличении давления газа уменьшается коэффициент диффузии электронов и ионов, и положительный объёмный заряд, созданный лавиной, располагается в меньшем объёме. Поэтому напряжённость , обусловленная этим зарядом, возрастает и условие образования стримера . Соответственно снижается и разрядное напряжение.

Очевидно, что в газе под давлением следует всячески избегать использование промежутков с резконеоднородным полем.

·  Из рис.1 определяем  амплитуда разрядного напряжения воздушного промежутка стержень-стержень, равного 50 см при переменном напряжении промышленной частоты и нормальных атмосферных условиях.

·  Определяем разрядные напряжения для реальных условий. ............