Analizo de la Principo de Parta Elŝuto

Analizo de la Principo de Parta Elŝuto (1)

Sub la ago de elektra kampo, en izolada sistemo, okazas elŝuto nur en iuj regionoj kaj ne trapenas inter la konduktoroj kun aplika voltajo. Tiu fenomeno nomiĝas parta elŝuto. Se parta elŝuto okazas proksime al konduktoro ĉirkaŭita per gaso, ĝin ankaŭ povas voki korono.

Parta elŝuto povas okazi ne nur je la rando de konduktoro sed ankaŭ sur la surfaco aŭ ene de izolilo. La elŝuto okazanta sur la surfaco nomiĝas surfaca parta elŝuto, kaj tiu okazanta ene nomiĝas interna parta elŝuto. Kiam elŝuto okazas en la aerospaco ene de la izolilo, la ŝanĝoj de ŝarĝado kaj akumulado en la aerospaco nepre riflektos en la ŝarĝadŝanĝoj de la elektrodoj (aŭ konduktoroj) je ambaŭ flankoj de la izolilo. La rilato inter la du povas esti analizita per ekvivalenta cirkvito.

Jen sub la ekzemplo de kruc-ligita polietileno-kablo por klarigi la evolu-proceson de parta elŝuto. Kiam estas malgranda aerospaco ene de la izolmedio de la kablo, ĝia ekvivalenta cirkvito montriĝas jene:

En la figuro, Ca estas la kapaciteco de la aerospaco, Cb estas la kapaciteco de la solida dielektriko en serio kun la aerospaco, kaj Cc estas la kapaciteco de la restanta intakta parto de la dielektriko. Se la aerospaco estas tre malgranda, tiam Cb multe pli malgranda ol Cc kaj Cb multe pli malgranda ol Ca. Kiam oni aplikas AC-voltajon kun momenta valoro de u inter la elektrodoj, la voltajo ua trans Ca estas .

Kiam ua pligrandiĝas kun u atingante la elŝutvoltajon U2 de la aerospaco, la aerospaco komencas elŝuti. La spaco-ŝarĝoj produktitaj per la elŝuto starigos elektran kampon, kaŭzante ke la voltajo trans Ca brue malkreskos al la restanta voltajo U1. Je tiu punkto, la sparko malaperas, kaj unu ciklo de parta elŝuto finiĝas.

Dum tiu proceso, aperas respektiva impulso de parta elŝutkoranto. La elŝutproceso estas tre mallonga kaj povas esti rigardata kiel instantane finiĝinta. Ĉiufoje kiam la aerospaco elŝutas, sia voltajo instantane malkreskos per Δua = U2 - U1. Dum la aplika voltajo daŭre pligrandiĝas, Ca reŝargasĝis ua atingas U2 denove, kaj la aerospaco elŝutas por la dua fojo.

Je la momento de parta elŝuto, la aerospaco generas voltajon kaj korantimpulson, kiuj en victurno kreas moviĝantajn elektrajn kaj magnetajn kampojn en la linio. Bazita sur tiuj kampoj, oni povas efektivigi detekton de parta elŝuto.

En reala detekto, oni trovis ke la grandeco de ĉiu elŝuto (t.e., la alto de la impulso) ne estas sama, kaj elŝutoj plejparte okazas en la fazo de la pligrandiĝanta stadio de la absoluta valoro de la aplika voltajamplitudo. Nur kiam la elŝuto estas tre intensa, ĝi etendiĝos al la fazo de la malpligrandiĝanta stadio de la absoluta valoro de la voltajo. Tio estas ĉar en praktikaj situacioj, ofte okazas multoblaj aerobuletoj elŝutan samtempe; aŭ estas nur unu granda aerobuleteto, sed ĉiu elŝuto ne kovras la tutan areon de la buleto, nur lokan regionon.

Evidente, la kvanto de ŝarĝo de ĉiu elŝuto ne nepre estas sama, kaj eĉ povas okazi inversaj elŝutoj, kiuj eble ne neutraligos la originalan akumulitan ŝarĝon. Anstataŭe, pozitivaj kaj negativaj ŝarĝoj akumuliĝas proksime al la buleto, kaŭzante surfacan elŝuton laŭ la buleta muro. Aldone, la spaco proksime al la buleta muro estas limigita. Dum elŝuto, formiĝas angusta kondukanta kanalo ene de la buleto, kondukante al la forfluo de iuj spacoskarĝoj produktitaj per la elŝuto.