Kādas ir transformatoru praktiskās lietojuma veidi enerģētikā?

1. Starojas principa darbības princips

Starojas principa darbība balstās uz gāzes izlaišanas principu. Ja starp diviem elektrodam starpā tiek piemērots pietiekami augsts spriegums, tad starp elektrodu gāze tiek jonizēta, veidojot vedlīgu kanālu, un notiek stara izlaišana. Šis process ir līdzīgs tādam, kas notiek starp mākoņiem un zemi laikā, kad notiek vētra. Gāzes jonizācija notiek tādēļ, ka elektriskā lauka stipruma ir pietiekami liels, lai gāzes molekulas elektronam būtu pietiekami daudz enerģijas, lai atbrīvotos no atomu vai molekulu iebiedēšanas, veidojot brīvas elektronus un jonus. Šie brīvie elektronu un joni paātrinās elektriskā laukā, saskaroties ar citām gāzes molekulām, radot vēl vairāk jonizācijas procesus, un galu galā novedot pie gāzes sadalīšanās un stara izlaišanas veidošanās.

Pēc Paschen likuma, gāzes sadalīšanās spriegums ir funkcija no gāzes spiediena, elektrodu attālumu un gāzes veida. Pie noteiktas gāzes veida un spiediena, starp elektrodu attālumu un sadalīšanās spriegumu pastāv noteikts sakarība. Parasti, jo lielāks ir elektrodu attālums, jo augstāks ir sadalīšanās spriegums.

2. Pamata metodes, kā izmantojot starojas principu, noteikt spriegumu

Starojas principa ierīces kalibrēšana

Vispirms, ir jākalibrē starojas princips, izmantojot zināmu spriegumu. Var izmantot standarta sprieguma avotu, piemēram, augstas precizitātes GKG vai MA sprieguma ģeneratoru, un to savienot ar starojas principa elektrodām. Spriegumu jāpieaugina līdz brīdim, kad tiek novērota stara izlaišana, un jāieraksta šī brīža sprieguma vērtība un atbilstošais elektrodu attālums. Piemēram, ja starojas principa vidē ir gaisa, un elektrodu attālums ir 1 mm, tad, izmantojot standarta sprieguma avotu, mērītais sadalīšanās spriegums ir 3 kV, tādējādi iegūst kalibrēšanas datu punktu.

Mainot elektrodu attālumu un atkārtojot šo procesu, var iegūt virkni sadalīšanās sprieguma datu, kas atbilst dažādiem elektrodu attālumiem, un uzzīmēt elektrodu attāluma un sadalīšanās sprieguma attiecību līkni. Tas nodrošina kalibrēšanas pamatu neskaidra sprieguma mērīšanai.

Neskaidra sprieguma mērīšana

Lai noteiktu nezināmu spriegumu, savienojiet nezināmo sprieguma avotu ar kalibrēto starojas principa ierīci. Spriegumu jāpieaugina līdz brīdim, kad tiek novērota stara izlaišana. Mērījiet šī brīža elektrodu attālumu, un pēc tam, atbalstoties uz iepriekšēji uzzīmēto kalibrēšanas līkni, atrisiniet atbilstošo sprieguma vērtību. Šis sprieguma apmērs ir aptuveni nezināmais spriegums. Piemēram, mērījot augstsprieguma impulsa spriegumu, ja stara izlaišana tiek novērota, kad elektrodu attālums ir 2 mm, un atbilstošais spriegums, ko iegūst no kalibrēšanas līknes, ir 6 kV, tad augstsprieguma impulsa spriegums tiek noteikts aptuveni 6 kV.

3. Precautions and Sources of Error

Gāzes stāvokļa ietekme: Gāzes veids, spiediens un mitruma līmenis var būtiski ietekmēt sadalīšanās spriegumu. Piemēram, augstā mitruma vide, kur gaisa saturā palielinās ūdensgāzes daudzums, samazinās gāzes sadalīšanās spriegumu. Tādēļ mērīšanas laikā ir jāuztur gāzes stāvoklis tik stabilā kā iespējams. Ja iespējams, labāk veikt mērījumus standarta atmosfēras spiedienā un sausā vidē, vai veikt korekcijas gāzes stāvokļa maiņai.

Elektrodu formas un virsmas stāvokļa ietekme: Elektrodu forma (piemēram, sfēriskā, acupunkču, plakanā, utt.) un virsmas stāvoklis (piemēram, nerovība, oksīda slāņu klātbūtne, utt.) arī ietekmēs starojas principa sadalīšanās spriegumu. Dažādas formu elektrodas radīs neregulāru elektriskā lauka sadalījumu, mainot sadalīšanās spriegumu. Piemēram, akme-plakans elektrodu struktūra koncentrē elektrisko lauku akmes elektroda virsotnē, padarot to vieglāk sadalāmu, un tā sadalīšanās spriegums ir salīdzinoši zems. Nerovība un oksīda slāņi uz elektrodu virsmas var piesaistīt gāzes molekulas vai mainīt elektriskā lauka sadalījumu. Tādēļ mērīšanas laikā ir jānodrošina elektrodu formas un virsmas stāvokļa saskaņotība, vai ņemt vērā šos faktorus un veikt korekcijas.

Mērījuma precizitātes ierobežojumi: Sprieguma mērīšana, izmantojot starojas principu, ir salīdzinoši netaisnīga metode, un tās precizitāte ir ierobežota daudziem faktoriem. Kā minēts, gāzes stāvoklis un elektrodu faktori, stara izlaišana pašā par sevi ir īss un daļēji nejaušs process, kas ir grūti precīzi kontrolējams un mērāms. Turklāt augstsprieguma situācijās var notikt vairākas izlaišanas vai nepārtraukti arkas, kas arī ietekmēs mērījuma rezultātu precizitāti. Tādēļ šī metode parasti tiek izmantota tikai aptuvena sprieguma novērtēšana, nevis augstas precizitātes sprieguma mērīšana.