Ανάλυση του Αρχής της Μερικής Διαβολής
Ανάλυση της Αρχής της Μερικής Διαβολής (1)
Σε ηλεκτρικό πεδίο, σε ένα σύστημα απομόνωσης, η διαβολή συμβαίνει μόνο σε κάποιες περιοχές και δεν διασχίζει τους ηλεκτροδοτικούς καθοδηγητές με την εφαρμοσμένη τάση. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται μερική διαβολή. Εάν η μερική διαβολή συμβαίνει κοντά σε έναν ηλεκτροδοτικό καθοδηγητή που είναι περιβαλλόμενος από αέριο, μπορεί επίσης να ονομάζεται κορώνη.
Η μερική διαβολή μπορεί να συμβαίνει όχι μόνο στην άκρη ενός ηλεκτροδοτικού καθοδηγητή, αλλά και στην επιφάνεια ή μέσα σε έναν απομονωτή. Η διαβολή που συμβαίνει στην επιφάνεια ονομάζεται επιφανειακή μερική διαβολή, ενώ αυτή που συμβαίνει μέσα ονομάζεται εσωτερική μερική διαβολή. Όταν η διαβολή συμβαίνει στην αεριοειδή διάσπαση μέσα στον απομονωτή, οι αλλαγές συναλλαγής και συσσώρευσης των φορτίων στην αεριοειδή διάσπαση θα αντικατοπτρίζονται αναπόφευκτα στις αλλαγές των φορτίων των ηλεκτροδοτικών καθοδηγητών (ή ηλεκτροδών) στα δύο άκρα του απομονωτή. Η σχέση μεταξύ των δύο μπορεί να αναλυθεί μέσω ενός ισοδύναμου κυκλώματος.
Λαμβάνοντας ως παράδειγμα έναν καλωδιακό σύνδεσμο με πολυεθυλενικό ξενόνιο, για να εξηγήσουμε τη διαδικασία ανάπτυξης της μερικής διαβολής. Όταν υπάρχει μια μικρή αεριοειδής διάσπαση μέσα στον απομονωτή του καλωδίου, το ισοδύναμο κύκλωμά του είναι όπως εξήγηση:
Στο σχήμα, η Ca είναι η καπασιτάνσα της αεριοειδούς διάσπασης, η Cb είναι η καπασιτάνσα του στερεού απομονωτή σε σειρά με την αεριοειδή διάσπαση, και η Cc είναι η καπασιτάνσα του υπόλοιπου ολόκληρου μέρους του απομονωτή. Εάν η αεριοειδής διάσπαση είναι πολύ μικρή, τότε η Cb είναι πολύ μικρότερη από την Cc και η Cb είναι πολύ μικρότερη από την Ca. Όταν εφαρμόζεται μια εναλλασσόμενη τάση με στιγμιαία τιμή u μεταξύ των ηλεκτροδών, η τάση ua στην Ca είναι .
Όταν η ua αυξάνεται με την u μέχρι να φτάσει στην τάση διαβολής U2 της αεριοειδούς διάσπασης, η αεριοειδής διάσπαση ξεκινά να διαβολεί. Τα χώρια φορτία που παράγονται από τη διαβολή θα δημιουργήσουν ένα ηλεκτρικό πεδίο, που θα προκαλέσει την ταχεία μείωση της τάσης στην Ca στην υπόλοιπη τάση U1. Σε αυτό το σημείο, η λαμπρότητα σβήνει, και ολοκληρώνεται ένας κύκλος μερικής διαβολής.
Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, εμφανίζεται ένα αντίστοιχο παλμός μερικής διαβολής. Η διαδικασία διαβολής είναι εξαιρετικά μικρή και μπορεί να θεωρηθεί ότι ολοκληρώνεται σταθερά. Κάθε φορά που η αεριοειδής διάσπαση διαβολεί, η τάση της μειώνεται ταχέως κατά Δua = U2 - U1. Όσο η εφαρμοσμένη τάση συνεχίζει να αυξάνεται, η Ca επαναφορτίζεται μέχρι να φτάσει η ua στο U2 ξανά, και η αεριοειδής διάσπαση διαβολεί για δεύτερη φορά.
Τη στιγμή που συμβαίνει η μερική διαβολή, η αεριοειδής διάσπαση παράγει τάσεις και παλμούς ρεύματος, οι οποίοι, σε σειρά, δημιουργούν κινούμενα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία στη γραμμή. Η ανίχνευση της μερικής διαβολής μπορεί να εκτελεστεί με βάση αυτά τα πεδία.
Στην πρακτική ανίχνευση, βρίσκεται ότι η ένταση κάθε διαβολής (δηλαδή, η ύψος του παλμού) δεν είναι ίση, και οι διαβολές συμβαίνουν κυρίως στη φάση της αύξησης της απόλυτης τιμής της εφαρμοσμένης τάσης. Μόνο όταν η διαβολή είναι εξαιρετικά έντονη, θα εκτείνεται στη φάση της μείωσης της απόλυτης τιμής της τάσης. Αυτό συμβαίνει επειδή, σε πρακτικές καταστάσεις, υπάρχουν συχνά πολλά αέρια φυσαλίδια που διαβολούν ταυτόχρονα, ή υπάρχει μόνο ένα μεγάλο αέριο φυσαλίδι, αλλά κάθε διαβολή δεν καλύπτει ολόκληρη την περιοχή του φυσαλίδιου, μόνο μια τοπική περιοχή.
Προφανώς, η ποσότητα φορτίου κάθε διαβολής δεν είναι απαραίτητα η ίδια, και μπορεί να υπάρχουν αντίστροφες διαβολές, οι οποίες μπορεί να μην ουδετερώνουν τα αρχικά συσσωρευμένα φορτία. Αντίθετα, και θετικά και αρνητικά φορτία συσσωρεύονται κοντά στον τοίχο του φυσαλίδιου, προκαλώντας επιφανειακή διαβολή κατά μήκος του τοίχου του φυσαλίδιου. Επιπλέον, ο χώρος κοντά στον τοίχο του φυσαλίδιου είναι περιορισμένος. Κατά τη διάρκεια της διαβολής, δημιουργείται ένας στενός ηλεκτρικός διάδρομος μέσα στο φυσαλίδι, που οδηγεί στην διάρροια μερικών χωρικών φορτίων που παράγονται από τη διαβολή.
