Што се однесува до практичните применби на трансформаторите во електротехниката?

1. Принцип на работа на искрениот размак

Искрениот размак функционира според принципот на гасна дисперзија. Кога се применува доволно високо напон помеѓу две електроди, гасот меѓу електродите се ионизира, формирајќи проводлив канал, и така се случува искрена дисперзија. Овој процес е сличен на феноменот на дисперзија што се јавува помеѓу облаци и земјата токму во времето на молнии. Ионизацијата на гасот се должи на тоа што џепот на електричното поле е доволно силен за да овозможи електроните во гасни молекули да добијат доволно енергија за да се освободат од врзата со атомите или молекулите, формирајќи слободни електрони и иони. Овие слободни електрони и иони се забрзани под влијание на електричното поле, се сударуваат со други гасни молекули, генерирајќи повеќе ионизација, и на крај доведува до разбивање на гасот и формирање на искрена дисперзија.

Според законот на Пашен, разбидачкиот напон на гас е функција на притисокот на гас, размакот помеѓу електродите и типот на гас. За даден тип на гас и притисок, постои одредена врска помеѓу размакот помеѓу електродите и разбидачкиот напон. Обично, колку што е поголем размакот помеѓу електродите, толку и разбидачкиот напон е повисок.

2. Основни методи за користење на искрениот размак за определување на напонот

Калибрација на уредот за искрениот размак

Прво, потребно е да се калибрира искрениот размак со известен напон. Може да се користи стандардна изворна напона, како што е високо-преснина DC или AC генератор за напон, кој може да се поврзе со електродите на искрениот размак. Постепено се зголемува напонот се додека не се набљудува генерирање на искри, и се записува вредноста на напонот и соодветниот размак помеѓу електродите во тој момент. На пример, за искрениот размак со воздух како средство, кога размакот помеѓу електродите е 1 мм, разбидачкиот напон мерен со стандардниот изворен напон е 3 кВ, така што се добива еден податок за калибрација.

Со менување на размакот помеѓу електродите и повторување на горенаведениот процес, може да се добие серија податоци за разбидачки напон соодветни на различни размаци помеѓу електродите, и може да се црта крива на врска помеѓу размакот помеѓу електродите и разбидачкиот напон. Ова дава основа за калибрација за последователната мерења на непознат напон.

Мерење на непознатиот напон

При определување на непознат напон, поврзете непознатата изворна напона со калибрираниот уред за искрениот размак. Постепено зголемете напонот се додека не се набљудува искрена дисперзија. Измерете размакот помеѓу електродите во тој момент, а потоа според претходно нацртаната крива за калибрација, пронајдете соодветната вредност на напонот. Оваа вредност на напонот е приближно непознатиот напон. На пример, кога се мери напонот на високонапонски импулс, ако се набљудува генерирање на искри кога размакот помеѓу електродите е 2 мм, и соодветниот напон добиен од кривата за калибрација е 6 кВ, тогаш напонот на високонапонскиот импулс се определува дека е приближно 6 кВ.

3. Предупредувања и извори на грешки

Утврдување на условите на гасот: Типот, притискот и влажноста на гасот може да имаат значајен влијание врз разбидачкиот напон. На пример, во околина со висока влажност, зголемувањето на содржината на воден пар во воздухот ќе намали разбидачкиот напон на гасот. Затоа, токму во процесот на мерење, е потребно да се задржи условите на гасот колку што е можно стабилни. Ако е можно, најдобро е да се врши мерење под стандардни атмосферски притисок и во сува околина, или да се направат корекции за промени во условите на гасот.

Утврдување на формата и состојбата на површината на електродите: Формата (како што е сферична, игла-образна, плоча-образна, итн.) и состојбата на површината (како што е грубоста, присуство на оксидни слоеви, итн.) на електродите исто така ќе влијае врз разбидачкиот напон на искрениот размак. Различни форми на електроди ќе резултираат во неравномерна дистрибуција на електричното поле, што ќе го промени разбидачкиот напон. На пример, структурата на игла-плоча електроди има концентрирано електрично поле на темето на иглата, што го прави подложно на разбивање, а неговиот разбидачки напон е релативно нисок. Грубоста и оксидните слоеви на површината на електродите може да адсорбират гасни молекули или да го променат распределбата на електричното поле. Затоа, во процесот на мерење, е потребно да се осигура конзистентноста на формата и состојбата на површината на електродите, или да се земат овие фактори предвид и да се направат корекции.

Ограничувања на прецизноста на мерењето: Мерењето на напон со искрениот размак е релативно груб метод, а неговата прецизност е ограничена од многу фактори. Помимо поименуваните услови на гасот и електродите, искрената дисперзија сама по себе е моментален и некоја мера случаен процес, кој е тешко точно да се контролира и мери. Повеќе, во високонапонски ситуации, може да се јават многу дисперзии или продолжителни лукови, што исто така ќе го влијае на точноста на резултатите од мерењето. Затоа, овој метод обично се користи за приближно пресметување на напонот, а не за мерење на високопрецизен напон.