Kakve su praktične primene transformatora u elektroenergetici?

1. Princip rada iskre

Razmak za iskru funkcionira na principu gasne razrade. Kada se između dva elektroda primeni dovoljno visok napon, gas između elektroda se jonizuje, formirajući vodljiv kanal, i tako dolazi do iskrne razrade. Ovaj proces je sličan fenomenu razrade koji se dešava između oblaka i zemlje tokom munje. Jonizacija gasa je posledica činjenice da je jačina električnog polja dovoljno jaka da omogući elektrone u molekulama gasa da dobiju dovoljnu energiju da se oslobode veze sa atomima ili molekulama, formirajući slobodne elektrone i jone. Ovi slobodni elektroni i joni ubrzavaju pod dejstvom električnog polja, sudaraju se sa drugim molekulama gasa, generišu još više jonizacionih procesa, što konačno dovodi do razrade gasa i formiranja iskrne razrade.

Prema Paschenovom zakonu, napon razrade gasa je funkcija pritiska gasa, razmaka između elektroda i vrste gasa. Za datu vrstu gasa i pritisak, postoji određena veza između razmaka između elektroda i napona razrade. Generalno glando, širi razmak između elektroda, veći je napon razrade.

2. Osnovne metode korišćenja razmaka za iskru za određivanje napona

Kalibracija uređaja za iskrnu razradu

Prvo, potrebno je kalibrirati razmak za iskru koristeći poznati napon. Može se koristiti standardni izvor napona, kao što je generator visoke preciznosti DC ili AC napona, koji se povezuje na elektrode razmaka za iskru. Postepeno povećavajte napon dok ne primetite nastanak iskre, i zapamtite vrednost napona i odgovarajući razmak između elektroda u tom trenutku. Na primer, za razmak za iskru sa vazduhom kao medijumom, kada je razmak između elektroda 1 mm, meren napon razrade pomoću standardnog izvora napona je 3 kV, time se dobija tačka kalibracije.

Promenom razmaka između elektroda i ponavljanjem gore navedenog postupka, mogu se dobiti serija podataka o naponu razrade za različite razmake između elektroda, i može se nacrtati kriva koja prikazuje vezu između razmaka između elektroda i napona razrade. To pruža osnovu za kalibraciju kod kasnijeg merenja nepoznatog napona.

Merenje nepoznatog napona

Kada se određuje nepoznati napon, povežite izvor nepoznatog napona sa kalibriranim uređajem za iskrnu razradu. Postepeno povećavajte napon dok ne primetite nastanak iskrne razrade. Izmerite razmak između elektroda u tom trenutku, a zatim prema ranije nacrtanoj kalibracionoj krivoj, pronadjite odgovarajuću vrednost napona. Ova vrednost napona je približno nepoznati napon. Na primer, kada se meri napon visokonaponskog impulsa, ako se iskrna razrada pojavi kada je razmak između elektroda 2 mm, a odgovarajući napon prema kalibracionoj krivoj je 6 kV, tada se napon visokonaponskog impulsa određuje na približno 6 kV.

3. Precautelne mere i izvore greške

Uticaj uslova gasa: Vrsta, pritisak i vlaga gasa mogu imati značajan uticaj na napon razrade. Na primer, u okruženju visoke vlage, porast sadržaja vodene pare u vazduhu snižava napon razrade gasa. Stoga je potrebno tijekom merenja održavati uslove gasa što stabilniji. Ako je moguće, najbolje je provesti merenje pod standardnim atmosferskim pritiskom i u suhom okruženju, ili unijeti korekcije zbog promena uslova gasa.

Uticaj oblika i stanja površine elektroda: Oblik (poput sferičnog, iglastog, ravnoplošnog itd.) i stanje površine elektroda (poput hrubosti, prisustvo oksidnih slojeva itd.) takođe će uticati na napon razrade razmaka za iskru. Različiti oblici elektroda rezultiraju neravnomernom raspodelom električnog polja, što menja napon razrade. Na primer, struktura igla-ploča ima koncentrisano električno polje na vrhu iglastog elektroda, što ga čini sklonijim razradi, a njegov napon razrade je relativno nizak. Hrubost i oksidni slojevi na površini elektroda mogu adsorbirati molekule gasa ili menjati raspodelu električnog polja. Stoga je tijekom merenja potrebno osigurati konzistentnost oblika i stanja površine elektroda, ili uzeti u obzir ove faktore i unijeti korekcije.

 Ograničenja preciznosti merenja: Merenje napona pomoću razmaka za iskru je relativno grub metoda, a njegova preciznost ograničena je mnogostrukim faktorima. Pored gore navedenih uslova gasa i faktora elektroda, sam iskrni proces je trenutni i nekih slučajevima nasumičan, te je teško točno kontrolisati i meriti. Takođe, u situacijama visokog napona, mogu se javiti višestruki razradi ili kontinuirani lukovi, što će takođe uticati na tačnost rezultata merenja. Zbog toga se ova metoda obično koristi za grubo procenjivanje napona umjesto za merenje visoke preciznosti.