Osalise laengumise printsiibi analüüs

Osalise laekumise printsiibi analüüs (1)

Elektrivälja mõju all toimub eraldus isolatsioonisüsteemis ainult mõnes piirkonnas ja see ei läbi juhete, millele on rakendatud pinget. Seda fenomeni nimetatakse osaliseks laekumiseks. Kui osaline laekumine toimub gaasi ümbritseva juhe lähedal, võib seda ka nimetada koronaefektiks.

Osaline laekumine võib toimuda mitte ainult juhe ääres, vaid ka insulaatoril pinnal või selle sees. Pinnal toimuvalt eralduse nimetatakse pindosa laekumiseks ja sees toimuvalt sisemiseks osaliseks laekumiseks. Kui eraldus toimub õhuvahe insulaatori sees, siis õhuvahe sees toimuvad laengude vahetus ja kogumine peegelduvad kindlasti insulaatori otsade juhtide (või juhete) laengumuutustes. Nende suhet saab analüüsida ekvivalentse ringikonna abil.

Allpool selgitatakse osalise laekumise arenguprotsessi näiteks ristliku polüeetüülkaabeli puhul. Kui kaabeli isolatsioonimeediumis on väike õhuvahe, siis selle ekvivalentne ringikond väljendub järgmiselt:

Pildil on Ca õhuvahe kapatsitans, Cb õhuvahega sarikapetsi soliidkapatsitans ning Cc ülejäänud tervika insulaatori kapatsitans. Kui õhuvahe on väga väike, siis Cb on palju väiksem kui Cc ja Cb on palju väiksem kui Ca. Kui elektroodide vahele rakendatakse AC-vool, mille hetkeväärtus on u, siis Ca üle jääv pingeline kaava on .

Kui ua kasvab u-iga koos, jõudes õhuvahe laekumispingeni U2, alustab õhuvahe laekuma. Laiset laengut, mis tekib laekumisel, luuakse elektriväli, mis põhjustab Ca üle jääva pingega olulise languse jääkvoltini U1. See hetk on kiskuviku lõpp, ja üks osaline laekumiskord on lõpetatud.

Selle protsessi käigus ilmneb vastav osalise laekumise pulss. Laiset laekumine on äärmiselt lühike ja seda saab pidada viivitamatult lõpetatuks. Igal korral, kui õhuvahe laekub, langub selle pingel ajalooajal Δua = U2 - U1. Kuna rakendatav pingeline järjest tõuseb, laeb Ca uuesti, kuni ua jõuab taas U2-ni, ja õhuvahe laekub teist korda.

Hetkel, mil osaline laekumine toimub, tekivad õhuvahest pingepulssid ja voolupulssid, mis omakorda loovad liiguvad elektriväljad ja magneetväljad joones. Osalise laekumise tuvastamist saab läbi viia nende väljade põhjal.

Praktikas tuvastatakse, et iga laekumise ulatus (st pulsi kõrgus) pole võrdne, ja laekumised toimuvad peamiselt rakendatava pingeväärtuse absoluutväärtuse tõusva fasi. Vaid äärmiselt tugev laekumine ulatub rakendatava pingeväärtuse absoluutväärtuse laskuva fasi. See on seotud sellega, et tegelikus situatsioonis on sageli mitmeid õhupuud laekumas samaaegselt; või on olemas üks suur õhupuu, kuid iga laekumine ei hõlma kogu puu ala, vaid ainult paigaliku osa.

Ilmselgelt ei ole iga laekumise laenguantud vältimatult sama, ja võib isegi esineda vastandlaekumisi, mis ei neutraliseeriks algsete laengude kogumist. Pigem kogunevad positiivsed ja negatiivsed laengud õhupuu seina lähedal, mis põhjustab pinnal laekumist õhupuu seinal. Lisaks on õhupuu seinast lähedal piiratud ruum. Laiset laekumisel moodustub õhupuu sees kitsas juhtiv kanal, mis põhjustab laengude, mis tekivad laekumisel, osaliselt väljavoolu.