Заряженных поверхностей

питания ИН требуется трансформаторно-выпрямительная установка. При автономном питании ИН применяются химические источники и генераторы постоянного тока (коллекторные, вентильные, униполярные, магнитогазодинамические). В отдельных случаях питание ИН может осуществляться от предварительно заряженных конденсаторов или индуктивных элементов (см. § 2.4.3).

4.5. Принципиальная схема источника оперативного переменного тока с использованием предварительно заряженных конденсаторов

Схемы с предварительно заряженными конденсаторами. Возможная структурная схема источника питания от предварительно заряженных конденсаторов приведена на 4.5. Она состоит из зарядного устройства (УЗ), условно показанного на схеме промежуточным трансформатором TL, и блока конденсаторов С, заряжаемого через выпрямитель VD. Для предотвращения разряда конденсаторов С через обратное сопротивление выпрямителя VD блок конденсаторов автоматически отсоединяется от зарядного устройства замыкающим контактом минимального реле напряжения KV при значительном понижении выходного напряжения УЗ. Запасаемая в конденсаторах энергия W=0,5 СИ2, где U — выпрямленное напряжение (обычно 380—400 В). Основным достоинством рассматриваемого источника питания является возможность отключения выключателей с любыми тяжелыми приводами, а также возможность проведения оперативных операций на подстанции, потерявшей питание (например, отключение отделителей в бестоковую паузу). Принципиальный недостаток — импульсность действия — определяется быстрым разрядом блока конденсаторов на включаемую нагрузку. С учетом этого каждый элемент, потребляющий энергию, при общем зарядном устройстве должен присоединяться к отдельному блоку конденсаторов, которые разделяются диодами или контактными устройствами. Обычно предпочтение отдается первому способу.

Для обеспечения безотказной работы электромагнита отключения и устройств релейной защиты при питании от сети переменного тока в момент короткого замыкания и отсутствия напряжения требуется установка постоянно заряженных конденсаторов (комплектно со специальным зарядным устройством) или комбинированных блоков питания с мощностью, достаточной для работы электромагнита отключения.

нальный первичный ток до 200 а, с легкими пружинными приводами. Блоки развивают мощность до 240 вт при напряжении ПО в. Для работы электромагнита отключения мощностью около 500 вт крупных вы-ключателей разработаны более мощные блоки БПТ-1000 и БПН-1000 с кратковременной мощностью до 1 000 вт при напряжении НО—220 в. Схема и принцип действия их аналогичны описанным выше. В блоках питания БП-1000 предусмотрены дополнительные электрически изолированные выходы для питания схем защиты и высокочастотных при-емо-передатчиков, выполненных на полупроводниковых приборах. Напряжение дополнительных выходов выпрямляется и стабилизируется в полупроводниковых стабилизаторах. Для отключения электромагнитного привода, кроме мощных блоков БПТ-1000, может быть использована энергия заряженных конденсаторов. При применении блоков питания подобная схема может оказаться необходимой для осуществления защиты минимального напряжения. При исчезновении напряже-жения, не связанном с коротким замыканием на отходящих линиях, а вызванном аварией или отключением питающей линии, необходимо произвести отключение

Простейшей схемой умножения напряжения является схема параллельного ( 14.10, а) и последовательного ( 14.10, б) удвоения напряжения. В один из полупериодов входного напряжения точка а имеет положительный потенциал по отношению к точке Ь, диод VD1 открыт, a VD2 закрыт (см. 14.10, а). В этот полупериод через открытый диод VD1 конденсатор С1 заряжается до амплитудного значения напряжения t/2m- В другой полупериод, когда точка а имеет отрицательный потенциал по отношению к точке Ь, диод VD1 закрыт, a VD2 открыт. В этот полупериод через открытый диод VD2 заряжается до напряжения Uym конденсатор С2. Так как конденсаторы Cl и С2 включены последовательно относительно входных зажимов, а полярность обкладок заряженных конденсаторов такова, что выходное напряжение равно сумме напряжений на конденсаторах, то выходное напряжение устройства равно удвоенному амплитудному значению напряжения вторичной обмотки трансформатора. При подключении к выходным зажимам /?„ выходное напряжение уменьшается за счет разряда конденсатора через резистор /?„.

Задача 11.25. Рассмотреть переходный процесс при замыкании на сопротивление г последовательно соединенных заряженных конденсаторов. Конденсаторы обозначим Clt С2, ..., С„; их начальные напряжения (У10) (/20,..., (/„0.

состоит из суммы собственных энергий каждого из конденсаторов ивзаимной энергии C^U^U^, зависящей от расположения конденсаторов. Взаимная энергия может иметь разный знак; поэтому энергия системы будет больше суммы собственных энергий конденсаторов при совпадении знаков собственного и взаимного зарядов или меньше — при противоположных знаках этих зарядов. Однако суммарная энергия системы заряженных конденсаторов всегда положительна.

Индукционно-динамиче-ские механизмы (И ДМ) ( 6.4, г — е; 6.7, г, д), как и ЭДМ, получают питание от предварительно заряженных конденсаторов. Это позволяет получить быстронарастающие большие токи. Частота колебаний тока разряда

При включении статические конденсаторы заряжаются. Чтобы предотвратить повторное включение заряженных конденсаторов, а также обеспечить безопасность обслуживания, конденсаторы должны иметь параллельно включенные разрядные сопротивления, в качестве которых могут служить осветительные лампы (см. 187, б), обмотки трансформаторов напряжения и обмотки электродвигателей {см. 187, а).

Несмотря на отмеченные недостатки, схемы с блоками питания могут иметь значительное применение на подстанциях с высшим напряжением ПО—220 кВ, в первую очередь не имеющих выключателей на этом напряжении. Ряд перечисленных недостатков может быть при этом в случае надобности устранен при одновременном использовании энергии предварительно заряженных конденсаторов. Возможно также применение электромагнитных приводов с разработанными в Мосэнерго специальными приставками (например, [Л. 240]), дающими возможность резкого снижения мощностей, необходимых для !_•_•_ -^. . отключения выключателей.

Контактная разность потенциалов (контактная э. д. с.). Опытным путем было установлено, что при соприкосновении двух разнородных веществ одно из них у границы контактной поверхности оказывается заряженным электричеством одного знака, а другое — противоположного знака. Система зарядов разных знаков, которая состоит из двух заряженных поверхностей, разделенных крайне малым расстоянием, называется двойным электрическим слоем. Разность потенциалов между зарядами такого двойного слоя называется контактной разностью потенциалов или контактной э. д. с.

Необходимые для решения уравнения граничные условия можно записать с учетом следующих соображений. На одной границе р-ге-перехода, где х=— дг (см. 2.1), потенциал ^-области примем за нуль, так как одно значение потенциала может быть взято произвольно. В связи с тем что напряженность электрического поля при отсутствии заряженных поверхностей изменяется непрерывно, на границе р-/г-перехода она должна быть такой же, как и вне его. Практически в нейтральных областях полупроводника напряженность поля всегда значительно меньше, чем в р-л-переходе, и может быть принята равной нулю. На другой границе р-«-перехода при х = д„ значение потенциала представляет собой алгебраическую сумму контактной разности потенциалов и внешнего напряжения и. Так как прямое напряжение вычитается из контактной разности потенциалов, а обратное — прибавляется, то cp(6n)— (pKOH — и. Таким образом, граничные условия для уравнения (2.10) примут вид

6. Виды разрядов статического электричества с проводящих и диэлектрических заряженных поверхностей........... 120

Разряды статического электричества являются следствием процессов электризации или перемещения заряженных поверхностей и объемов.

Для измерения величины заряда в импульсных разрядах использовалась схема, изображенная на 62. В качестве датчиков применяются металлические электроды различного радиуса кривизны, заземленные через интегрирующую цепочку. Если датчики неподвижно закреплены в аппаратах, разряды формируются при приближении к ним заряженных поверхностей или при возникновении заряженных облаков и потоков твердых или жидких частиц. В случае подвижных датчиков разряды формируются при приближении их к заряженным поверхностям.

В работе [227] дается объяснение практическому применению индукционных нейтрализаторов с остриями для безопасного отвода электростатических зарядов с сильно заряженных поверхностей во взрывоопасных средах. Автор считает, что в зоне тонкого острия за единицу времени вступает в реакцию настолько небольшая часть смеси, что она не сможет вызвать распространения пламени.

72. Схема устройства для определения воспламеняющей способности разрядов с электростатически заряженных поверхностей [230]:

При применении датчиков, неподвижно закрепленных в аппаратах, разряды формируются при приближении к ним заряженных поверхностей или при возник-

Наиболее важную роль в нейтрализации заряженных поверхностей играют ионы, образовавшиеся в непосредственной близости от поверхности. Поэтому наиболее часто используются для этой цели источники а-частиц, показанные на 44. Их располагают на таком расстоянии от поверхности, чтобы можно было получить интенсивную ионизацию (максимальное число ионов) перед заряженной поверхностью. Оптимальное расстояние можно определить из графиков Брэгга (см. 29).

Активные нейтрализаторы отличаются от пассивных тем, что они вырабатывают определенный заряд в соответствии с приложенным напряжением. Практически этого заряда вполне достаточно для нейтрализации заряженных поверхностей. При использовании высокочастотных нейтрализато-

За последние 10 лет для нейтрализации статического электричества во многих областях промышленности было применено много типов нейтрализаторов. Поначалу использовались заземленные провода, цепочки, полосы, размещенные около заряженных поверхностей. Эти простые средства с большим радиусом кривизны без должной конструкторской проработки размещались наугад и в редких случаях эффективно работали. В ряде случаев простейшие нейтрализаторы представляли серьезную опасность в пожароопасных условиях. Ни их рабочий ток, ни емкость не были ограничены или определенно установлены, с электродов возникали разряды, способные вызвать пожар даже при нормальном ходе процесса.

Одиночные нейтрализаторы постоянного тока используют только для нейтрализации униполярно заряженных поверхностей. При переменной полярности электризации может возникнуть подзаряд поверхности вместо нейтрализации. Задачу нейтрализации поверхности с переменным знаком заряда можно решить, применив специальные измерительные и управляющие системы или два нейтрализатора постоянного тока [112]. Обычно оба нейтрализатора управляются раздельно (например, типа HSDP фирмы SIMCO). При правильном выборе конструкции нейтрализаторов и их настройке они работают лучше, чем нейтрализаторы переменного тока.