Μία διερεύνηση του ιονισμού με κρούσεις προ και κατά τη διάσπαση σε στερεά ηλεκτρομονωτικά, στον ατμοσφαιρικό αέρα, υπό κρουστικές τάσεις 1,2/50μs, μέσω μετρήσεων των μερικών εκκενώσεων με ηλεκτρονικό υπολογιστή
Authors: Δημητριάδου Δέσποινα 
Published: September 2021

Η εργασία αυτή αποτελεί μία διερεύνηση των φαινομένων προ και κατά τη διάσπαση στερεών ηλεκτρομονωτικών, στον ατμοσφαιρικό αέρα, υπό κρουστικές τάσεις 1,2/50μs, μέσω μετρήσεων των μερικών εκκενώσεων με ηλεκτρονικό υπολογιστή. Η εργασία περιλαμβάνει έξι κεφάλαια.Αρχικά, στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μία σύντομη αναφορά στη μακροσκοπική και κβαντική θεωρία για τα φαινόμενα προ και κατά τη διάσπαση στο συνδυασμό στερεού ηλεκτρομονωτικού υπό διάφορες μορφές τάσεων, από όπου καταδεικνύεται ο σκοπός της εργασίας αυτής, στο δεύτερο κεφάλαιο, που είναι η διερεύνηση του εν λόγω φαινόμενου στο συνδυασμό στερεό ηλεκτρομονωτικό – ατμοσφαιρικός αέρας. Ως τάση δοκιμής επιλέχθηκε η κρουστική τάση 1,2/50μs, τα δε στερεά μονωτικά που χρησιμοποιήθηκαν ήταν το πέρτιναξ και το χαρτί μετασχηματιστών. Για να εκφραστεί η δυσμενέστερη περίπτωση των πρακτικών εφαρμογών τα ηλεκτρόδια εφαρμογής της τάσης ήταν ακίδα-πλάκα.Στο τρίτο κεφάλαιο δίνονται οι διαδικασίες των μετρήσεων μέσω ηλεκτρονικού υπολογιστή και καθορίζεται ως μετρούμενο μέγεθος η συνολική αύξηση της τάσης Δum κατά την εκδήλωση αλμάτων δυναμικού.Τα αποτελέσματα των μετρήσεων που δίνονται στο κεφάλαιο τέσσερα είναι κατά κύριο λόγο, οι χαρακτηριστικές Δum= f(Uk, Ek), ΔQ= f(Uk, Ek) και ΔW= f(Uk, Ek). Ιδιαίτερη σημασία έχει η χαρακτηριστική ΔQ=f(Uk, Ek), η οποία είναι εκθετικής μορφής και η οποία προσεγγίζεται μαθηματικά με τη σχέση: Δ , που θεωρείται πως αποδίδει τον ιονισμό με κρούσεις κατά τη γήρανση και διάσπαση των ηλεκτρομονωτικών υλικών. Από τη χαρακτηριστική ΔW= f(Uk, Ek) φαίνεται πως κατά τη διάσπαση του στερεού ηλεκτρομονωτικού εκπέμπεται ακτινοβολία στην περιοχή των μαλακών ακτίνων Χ. Φαίνεται επίσης ότι η γήρανση πλησίον της τάσης διάσπασης σχετίζεται με υπεριώδεις ακτινοβολίες. Οι παραπάνω ακτινοβολίες καταγράφηκαν και μέσω της προσβολής του φωτογραφικού φιλμ. Τα σχόλια επί των πειραματικών και των θεωρητικών αποτελεσμάτων που προαναφέρθηκαν δίνονται στο τέταρτο κεφάλαιο. Συμπερασματικά φαίνεται ότι τα φαινόμενα που εκδηλώνονται στα στερεά ηλεκτρομονωτικά σε περιβάλλον ατμοσφαιρικού αέρα υπό κρουστικές τάσεις 1,2/50 μs είναι ίδια με εκείνα στο συνδυασμό ηλεκτρομονωτικό έλαιο μετασχηματιστών. Στην εργασία προτείνονται ισοδύναμα κυκλώματα τα οποία αποδίδουν τη μακροσκοπική και κβαντική θεωρία προ και κατά τη διάσπαση. Στο πέμπτο κεφάλαιο αναλύεται ένα αντιπροσωπευτικό περιστατικό εκδήλωσης σπινθηρισμών (μερικών εκκενώσεων) λόγω ξένων επικαθήσεων σε μονωτήρες πορσελάνης μέσης τάσης στο δίκτυο διανομής. Ενώ στο έκτο κεφάλαιο δίνεται περιληπτικά η συνεισφορά της εργασίας στην έρευνα και τις πρακτικές εφαρμογές.Στα πλαίσια της εργασίας αυτής υλοποιήθηκε πρόγραμμα με την χρήση της γλώσσας προγραμματισμού Visual Basic, στον ηλεκτρονικό υπολογιστή, το οποίο δίνεται στο Παράρτημα Ι. Με την χρήση του προγράμματος γίνεται ο υπολογισμός των μεγεθών: α) της ενέργειας ΔW των ελεύθερων ηλεκτρονίων, β) του ηλεκτρικού φορτίου ΔQ, γ) του αριθμού των ελεύθερων ηλεκτρονίων Ν που συλλέχθηκαν από την άνοδο, δ) της ταχύτητας των ελεύθερων ηλεκτρονίων ν, ε) της κινητικότητάς τους μ, της ειδικής ηλεκτρικής αγωγιμότητας του στερεού σ, στ) της πυκνότητας του ρεύματος J, ζ) της συχνότητας f, της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας και η) του μήκους κύματος λ. Ο υπολογισμός αυτών των μεγεθών είναι δυνατός για τα δύο υλικά που ερευνήθηκαν στην παρούσα εργασία, το πέρτιναξ και το χαρτί μετασχηματιστών. Στο τέλος δίνεται επίσης ένα παράδειγμα χρήσης του προγράμματος υπολογισμού των παραπάνω μεγεθών για καθένα από τα δύο υπό εξέταση υλικά.