Koji su praktični primjeni transformatora u elektronici snage

1. Način rada iskre

Iskra funkcionira na principu gaskog ispuštanja. Kada se između dvaju elektroda primijeni dovoljno visok napon, gas između elektroda ionizira, formirajući provodni kanal, i tako se događa iskrasto ispuštanje. Taj proces je sličan pojavi ispuštanja koja se događa između oblaka i tla tijekom munje. Ionizacija gasa je posljedica činjenice da je jakost električnog polja dovoljno jaka da omogući elektronima u molekulama gasa da dobiju dovoljnu energiju kako bi se oslobodili veze s atomima ili molekulama, formirajući slobodne elektrone i jone. Ti slobodni elektroni i joni ubrzavaju pod djelovanjem električnog polja, sudaraju se s drugim molekulama gasa, generirajući još više procesa ionizacije, i konačno dovodeći do raspadanja gasa i stvaranja iskrastog ispuštanja.

Prema Paschenovom zakonu, napetost raspadanja gasa je funkcija tlaka gasa, razmaka između elektroda i vrste gasa. Za određenu vrstu i tlak gasa, postoji određena veza između razmaka između elektroda i napetosti raspadanja. Općenito govoreći, što je veći razmak između elektroda, to je veća napetost raspadanja.

2. Osnovne metode korištenja iskre za određivanje napetosti

Kalibracija uređaja za iskru

Prvo, potrebno je kalibrirati iskru koristeći poznatu napetost. Može se koristiti standardni izvor napetosti, poput preciznog generatora DC ili AC napetosti, i povezati ga s elektrodama iskrostavnog uređaja. Postepeno povećavajte napetost dok ne promatrate nastanak iskri, i zabilježite vrijednost napetosti i odgovarajući razmak između elektroda u tom trenutku. Na primjer, za iskrostavni uređaj s zrakom kao medijem, kada je razmak između elektroda 1 mm, mjerena napetost raspadanja koristeći standardni izvor napetosti iznosi 3 kV, time se dobiva tačka kalibracije.

Promjenom razmaka između elektroda i ponavljanjem gore opisanog postupka, može se dobiti serija podataka o napetosti raspadanja za različite razmake između elektroda, te se može nacrtati krivulja veze između razmaka između elektroda i napetosti raspadanja. To pruža temelj za kalibraciju pri kasnijem mjerenju nepoznate napetosti.

Mjerenje nepoznate napetosti

Pri određivanju nepoznate napetosti, povežite izvor nepoznate napetosti s kalibriranim iskrostavnim uređajem. Postepeno povećavajte napetost dok ne promatrate iskrasto ispuštanje. Izmjerite razmak između elektroda u tom trenutku, a zatim prema prethodno nacrtanoj kalibracijskoj krivulji pronadjite odgovarajuću vrijednost napetosti. Ta vrijednost napetosti je približno nepoznata napetost. Na primjer, pri mjerenju napetosti visokonaponskog impulsa, ako se promatra iskrasto ispuštanje kada je razmak između elektroda 2 mm, a odgovarajuća napetost prema kalibracijskoj krivulji iznosi 6 kV, tada se određuje da je napetost visokonaponskog impulsa približno 6 kV.

3. Precautije i izvori greške

Uticaj uvjeta gasa: Vrsta, tlak i vlaga gasa mogu značajno utjecati na napetost raspadanja. Na primjer, u okruženju s visokom vlažnošću, povećanje sadržaja vodene pare u zraku snižit će napetost raspadanja gasa. Stoga je tijekom mjerenja potrebno održavati uvjete gasa što stabilniji. Ako je moguće, najbolje je provesti mjerenje pod standardnim atmosferskim tlakom i suhom okolinom, ili unijeti korekcije za promjene uvjeta gasa.

Uticaj oblika i stanja površine elektroda: Oblik (poput sferičnog, iglasterog, pločastičnog itd.) i stanje površine elektroda (poput šarstva, prisutnosti oksidnih slojeva itd.) također će utjecati na napetost raspadanja iskrostavnog uređaja. Različiti oblici elektroda rezultirat će neravnomjernim raspodjelom električnog polja, time mijenjajući napetost raspadanja. Na primjer, struktura elektroda u obliku igle i ploče ima koncentrirano električno polje na vrhu iglastog elektroda, čime se lakše događa raspad, a njegova napetost raspadanja je relativno niska. Šarstvo i oksidni slojevi na površini elektroda mogu adsorbirati molekule gasa ili mijenjati raspodjelu električnog polja. Stoga je tijekom mjerenja potrebno osigurati konzistentnost oblika i stanja površine elektroda, ili uzeti u obzir te faktore i unijeti korekcije.

 Ograničenja preciznosti mjerenja: Mjerenje napetosti koristeći iskru je relativno grub metoda, a njegova preciznost ograničena je mnogostrukim faktorima. Pored prethodno spomenutih uvjeta gasa i faktora elektroda, sam proces iskrastog ispuštanja je trenutni i do neke mjere nasumičan, te je teško precizno kontrolirati i mjeriti. Također, u situacijama visokih napona, mogu se dogoditi višestruki ispuštanja ili kontinuirani lukovi, što će također utjecati na točnost rezultata mjerenja. Stoga se ova metoda obično koristi za grubo procjenjivanje napetosti umjesto za visoko precizno mjerenje napetosti.