Импульсных напряжениях

Прочность изоляции определяется пробивным напряжением при воздействии на нее напряжений промышленной частоты и импульсных напряжений. Для каждого класса напряжений электрооборудования РУ электростанций установлены испытательные напряжения промышленной частоты и импульсные испытательные напряжения полной и срезанной полуволной, которые определяют гарантированную прочность изоляции. С повышением уровня прочности изоляции возрастает стоимость электроустановок.

Следует обратить внимание на то, что абсолютное значение напряжения на элементе L при ^ = 0 равно /0^. В реальных ситуациях это напряжение может быть огромно — так, если /0 = 1 A, R = = 2 МОм, то ML(0) =2МВ. Возникновение высоких импульсных напряжений при резких коммутациях индуктивных элементов имеет большое техническое значение (системы зажигания в двигателях внутреннего сгорания, источники высоковольтного питания в телевизионных приемниках и т. д.) .

В качестве источников импульсов используют специальные генераторы импульсных напряжений (ГИН). Такой генератор состоит, как правило, из генератора синусоидального или прямоугольного напряжения и формирующей цепи, позволяющей получить импульс требуемой формы. Формирующие цепи представляют собой пассивную RC- или RL-цепъ большей или меньшей сложности; широко используются дифференцирующие и интегрирующие цепи.

Принцип наложения позволяет распространить результаты анализа линейных цепей при действии сигналов в виде ступенчатых или импульсных напряжений и токов на случаи действия сигналов произвольной формы. Здесь приводим так называемые интегралы наложения или свертки с использованием импульсной характеристики, с помощью которых можно найти реакцию цепи на действие сигнала любой формы и обойти трудности в определении вынужденных составляющих при сложных формах правой части уравнений. Пусть к цепи с импульсной характеристикой h (0 приложен сигнал fi (t) в виде напряжения или тока произвольной кусочно-непрерывной формы ( 6.4, а).

промежутке восполняются. Для пробоя газа в этом случае требуется образование серии лавин, причем каждая вновь образующаяся лавина по сравнению с предыдущей должна содержать большее число электронов -происходит «раскачивание» электронных лавин. Лавинный пробой, как правило, развивается в течение относительно длительного времени (более 1 мкс) и не характерен для импульсных напряжений.

Для получения импульсных напряжений часто применяются блокинг-генераторы, выполняемые в виде однокаскад-ных усилителей со 100 %-ной положительной обратной связью через трансформатор.

частоте подаваемого на первичную обмотку напряжения, ток в трансформаторе может проходить также по емкостным связям. В качестве иллюстрации этого явления рассмотрим особенности процессов, возникающих при подаче на обмотку трансформатора кратковременного импульса напряжения. При эксплуатации трансформатор может подвергаться воздействию импульсных напряжений различной формы и частоты, значительно превосходящих номинальную величину. Перенапряжения возникают при включении и выключении мощных высоковольтных трансформаторов и при коротких замыканиях.

подается трапецеидально изменяющееся во времени напряжение UM, поэтому, ускоряясь на фронте такого импульса, ионы получают некоторый разброс энергий (и, следовательно, радиусов орбит). Проходя затем щель 5, ионы вновь попадают в модулятор 4, но уже на спаде импульса, в результате чего достигается компенсация разброса по энергиям. Ускорение на спадах трапецеидальных импульсов способствует уменьшению толщины ионных пакетов, что повышает разрешающую способность. Затем ионы проходят щель 6 и отклоняющими пластинами 7 направляются во вторично-электронный умножитель 8. Плавная развертка спектров (в пределах одной линии спектра масс) производится небольшим изменением частоты импульсных напряжений; переход с одной линии спектра масс на другие осуществляется изменением магнитного поля.

изоляции в длительных рабочих режимах и при перенапряжениях. Прочность изоляции характеризуется величинами пробивного напряжения при воздействии на изоляцию напряжений промышленной частоты и импульсных напряжений. Соответственно для изоляции электроустановок устанавливаются испытательные напряжения промышленной частоты и импульсные испытательные напряжения полной и срезанной волной, которые определяют гарантированную прочность изоляции (табл. 12-1 — 12-6).

ГЯЯ — генератор импульсных напряжений; ЯО — испытуемый промежуток; Д — делитель напряжения; ЭО — электронный осциллограф.

а — схема испытания; б — форма срезанного импульса; / — генератор импульсных напряжений; 2 — срезающий разрядник; 3 — испытуемый объект; 4 — провод, соединяющий заземленный корпус испытуемого объекта с заземлением разрядника.

В книге приведено решение задач по переходным процессам несколькими методами: классическим, операционным, с помощью интеграла Дюамеля, наложения и спектрального анализа. Первая глава содержит справочный материал. В последующих главах рассмотрены процессы в контурах, где параметры соединены последовательно и последовательно-парал лельно, в цепях с индуктивной связью. Одна глава посвящена переходным процессам при изменениях параметров схем. Рассмотрены переходные процессы при импульсных напряжениях, в линиях с распределенными параметрами, в радиосхемах и в цепных схемах. / & \

Метод наложения часто применяется при импульсных напряжениях. Например, импульсное прямоугольное напряжение амплитуды Е и длительности ti рассматривается как результат действия юложительной э. д. с. +?, начиная с момента t = 0, действующей •еограниченно долго, и наложения на нее отрицательной э. д. с. -Е с момента t = t\, также действующей бесконечно долго. Резуль-т наложения этих двух э. д. с. и дает импульс с амплитудой -J- Е, ществующий от t = О до t = U. Данный метод широко применен

ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ИМПУЛЬСНЫХ НАПРЯЖЕНИЯХ

§"iVII.1. МЕТОДИКА РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ПРИ ИМПУЛЬСНЫХ НАПРЯЖЕНИЯХ

Глава VII ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ИМПУЛЬСНЫХ НАПРЯЖЕНИЯХ

§ VII.1. Методика решения задач при импульсных напряжениях . 199

Улучшение разрядных характеристик опорного изолятора может быть достигнуто с помощью внутреннего экрана, уменьшающего напряженность электрического поля у шапки. На 5-2 показана зависимость разрядного напряжения от длины внутреннего экрана при импульсных напряжениях обеих полярностей. При положительной полярности разрядное напряжение монотонно растет по

Следует иметь в виду, что между пробивным напряжением масла в больших промежутках и его прочностью, измеренной в стандартном разряднике, нет однозначной связи. В случае промежутков с резконеоднородными полями, когда роль примесей относительно невелика, зта связь практически отсутствует, т. е. степень очистки масла почти не влияет на пробивные напряжения промышленной частоты. Для промежутков со слабонеоднородными полями влияние степени очистки масла значительное. При импульсных напряжениях

При импульсных напряжениях наблюдается влияние полярности: разрядное напряжение при отрицательных импульсах на 20— 30% выше, чем при положительных. Зависимость разрядного напряжения Up от длины уступа / соответствует (9-13). При толщине твердой изоляции d = 1,0 мм коэффициент А, входящий в (9-13), равен для положительных импульсов 30, а для отрицательных 36. При / > 20 см и d > 10 мм влияние толщины твердой изоляции становится очень слабым. Средние разрядные напряженности, при этом составляют 10—15 кВ/см.

лового пробоя можно установить следующие условия, способствующие такому пробою: большая толщина, повышенная температура (как самого диэлектрика, так и окружающей среды), большая продолжительность воздействия высокого напряжения, наличие больших диэлектрических потерь (большой tg 6). Можно сказать, что при большой толщине, высокой температуре, длительном воздействии напряжения, более вероятным является именно электротепловой пробой. При высоких частотах вследствие наличия больших диэлектрических потерь обычно, бывает электротепловой пробой. В соответствии с ростом диэлектрических потерь электрическая прочность при электротепловом пробое падает с увеличением частоты. При импульсных напряжениях электротепловой пробой обычно не успевает развиться из-за недостаточной длительности воздействия напряжения. Форма электродов влияет на электрическую прочность при электротепловом пробое за счет изменения конфигурации электрического поля: в ме-'нее однородном поле вследствие наличия мест с электрической перегрузкой пробой при прочих равных условиях должен происходить при меньшем напряжении, чем в поле-однородном. Однако при электротепловом пробое эта общая для всех диэлектриков закономерность может искажаться за счет изменения условий нагревания — охлаждения. Электротепловой пробо'й может быть более чувствителен к изменению тепловых условий, чем к неоднородно-сгям электрического поля. В качестве- примера, поясняющего это положение, приведен результат опыта, проведенного А. Ф. Вальтером и Л. Д. Инге по пробою стеклянной пластинки при электротепловом, и электрическом механизмах. В первом случае пробой производился при высоких температурах. При этом места пробоя носили следы сильного оплавления и всегда были вблизи от центра электродов, представлявших собой круглые диски, несмотря на то что на их краях напряженность электрического поля была повышена за счет краевого эффекта. Пробой в середине обусловлен тем, что здесь были хуже условия охлаждения.

зующие ловушки для электронов, возможна термическая ионизация ловушек, а следовательно, увеличение концентрации электронов и уменьшение ?пр (участок Б). Электрическая прочность ионных кристаллов при импульсных напряжениях с ростом температуры может и несколько увеличиваться ( 5.38, кривая 2). Это вызвано торможением электронов в зоне проводимости при их взаимодействии с ионами узлов кристаллической решетки. При электриче-однородном поле ?пр больше, чем в неоднородном. Величина ?„„ неоднородных по свойствам диэлектриков зависит от площади электродов. Чем больше площадь электродов, тем большее число дефектов в диэлектрике попадает в объем между электродами. Такое уменьшение ?пр характерно для бумаг, картонов и лакотканей. которые могут содержать различные включения с незначительным электрическим сопротивлением, для пористых керамик, где возможна ионизация газа в порах.