Analiza načela delne razsevanje

Analiza načela delne razsevanje (1)

Pod vplivom električnega polja se v izolacijskem sistemu lahko razsevanje zgodi le v nekaterih regijah in ne prehaja med vodiloma z uporabljenim napetostjo. Ta pojav se imenuje delno razsevanje. Če se delno razsevanje zgodi blizu vodila, okroženega s plinom, ga lahko tudi imenujemo korona.

Delno razsevanje se lahko zgodi ne le ob robu vodila, ampak tudi na površini ali znotraj izolatorja. Razsevanje, ki se zgodi na površini, se imenuje površinsko delno razsevanje, in to, ki se zgodi znotraj, se imenuje notranje delno razsevanje. Ko se razsevanje zgodi v zračnem praznemu prostoru znotraj izolatorja, se spremembe menjave in nakopovanja nabojev v zračnem praznemu prostoru nujno odrazijo v spremembah nabojev elektrod (ali vodilov) na obeh koncih izolatorja. S pomočjo ekvivalentnega kroga je mogoče analizirati povezavo med dvema.

Spodaj je podan primer križno povezanega polietilenovega kabelja za razlago razvojnega procesa delnega razsevanja. Ko je znotraj izolacijskega medija kabela majhen zračni prazn prostor, je njegov ekvivalentni krog prikazan naslednje:

Na sliki je Ca kapacitanca zračnega praznega prostora, Cb kapacitanca trdnega dielektrika, ki je zaporedno povezan s zračnim praznim prostorom, in Cc kapacitanca preostale nedokončane dele dielektrika. Če je zračni prazn prostor zelo majhen, potem je Cb veliko manjša od Cc in Cb veliko manjša od Ca. Ko se med elektrodama uporabi AC napetost z trenutno vrednostjo u, je napetost ua skozi Ca .

Ko se ua z u poveča do napetosti razsevanja U2 zračnega praznega prostora, zračni prazn prostor začne razsevati. Prostorski naboji, generirani zaradi razsevanja, vzpostavijo električno polje, kar povzroči histerično padec napetosti skozi Ca do ostanek napetosti U1. V tem trenutku se iskra ugasi, in en cikel delnega razsevanja je zaključen.

Med tem postopkom se pojavi ustrezna impulzna tok delnega razsevanja. Postopek razsevanja je zelo kratek in ga lahko obravnavamo kot takoj dokončan. Vsakič, ko se zračni prazn prostor razseva, njegova napetost trenutno pada za Δua = U2 - U1. Ko se uporabljena napetost nadaljuje s povečevanjem, se Ca znova nabira, dokler ua ne doseže U2 ponovno, in zračni prazn prostor se drugič razseva.

V trenutku, ko se zgodi delno razsevanje, zračni prazn prostor generira napetost in tok impulze, ki na vrsti ustvarita gibajoča električna in magnetna polja v črti. Zasnovanje detekcije delnega razsevanja lahko temelji na teh poljih.

V stvarni detekciji se odkrije, da ni vsak izpust (tj. višina impulza) enak, in izpusti se večinoma zgodo v fazi naraščanja absolutne vrednosti amplitudne napetosti. Le, ko je izpust zelo intenziven, se lahko razširi do faze pada absolutne vrednosti napetosti. To je zato, ker v praktičnih situacijah pogosto obstaja več zračnih mehurcev, ki se hkrati razsevajo; ali pa obstaja le en velik zračni mehurček, toda vsak izpust ne pokrije celotne površine mehurčka, temveč samo lokalno območje.

Očitno, količina naboja vsakega izpusta ni nujno enaka, in lahko obstajajo celo obratni izpusti, ki ne nuhtno neutralizirajo prvotno nakopičenih nabojev. Namesto tega se pozitivni in negativni naboji nakopičijo blizu stene mehurčka, kar povzroči površinsko razsevanje vzdolž stene mehurčka. Poleg tega je prostor blizu stene mehurčka omejen. Med izpustom se znotraj mehurčka formira ozka vodilna kanala, kar vodi do iztekanja nekaterih prostorskih nabojev, generiranih zaradi izpusta.