U
tesh - Yuqori kuchlanish texnikasi

U
tesh
, kV
112
sifat jihatdan bir-biriga o’xshashdir. Ammo gazning va moyning fizikaviy–
kimiyoviy farqi razryadlanishning bir qator xarakterli xususiyatlarini belgilaydi.
3.6- rasm. Zaif bir jinsli bo’magan maydonda transformator moyining teshilishi kuchlanishining
haroratga bog’liqligi.
Moyning nisbiy dielektrik singdiruvchanligi
4
2
2
2
,
,
м
bo’lib, u
atmosfera havosinikidan (
1
х
) ancha katta va qattiq dielektrikning nisbiy
dielektrik singdiruvchanligi (
8
3
q
) ga yaqinlashadi. Shuning uchun bir xil
o’lchamda va bir shakldagi elektrodlar va dielektriklarga ega bo’lgan elektr
maydonining taqsimlanishi moyda gazdagiga qaraganda tekisroq bo’ladi.
Maydonning
tekisroq
taqsimlanishi
tufayli
moyning
xajmiy
elektrik
mustahkamligi gaznikiga qaraganda yuqoriroq bo’ladi.
Dielektrik sirtida ishchi kuchlanishda tojlanishning va, ayniqsa,
sirpanuvchan razryadning rivojlanishiga yo’l qo’yib bo’lmaydi. Bu, ayriqsa,
organiq materiallar uchun ahamiyatlidir, chunki ular yuqori harorat va kimiyoviy
aktiv moddalar ta’sirida emiriladi.
Qattiq dielektriklarda ham xuddi gazlardagidek teshilish elektronlarning
elektr maydon ta’sirida tezlashishi bilan bog’liq. YAna shuni ta’kidlash lozimki,
qattiq jismlarda erkin elektronlarning harakati murakkab xarakterga ega. SHuning
uchun teshilish jarayonini matematik ifodalash juda qiyin masala hisoblanadi.
E
tesh
, kV/sm
113
Shuni ta’kidlash lozimki, qattiq dielektriklarga mos keladigan xususiyat
gazsimon va suyuq dielektriklarnikiga nisbatan farqli ravishda kuchlanish
olingandan so’ng uning elektrik mustahkamligi tiklanmaydi.
Agar qattiq dielektrikka amplitudasi uncha katta bo’lmagan qisqa muddatli
kuchlanish impulsi (chaqmoq yoki kommutatsiya) qo’yilganda unda mikroskopik
yoriqlar paydo bo’ladi. Ayrim amorf dielektriklarda, masalan, shishada, konifolda,
tselluloidda yoriqlar o’z–o’zidan yopilib ketadi.
Ko’pchilik qattiq dielektriklarda esa takroriy razryadlanish oldingisining
izidan rivojlanib mikroyoriqni kattalashtiradi. Shu sababdan qo’yilgan kuchlanish
impulslar soni oshib borgan sari dielektrikning teshilish kuchlanishi pasayadi.
Izolyatsiyada shikastlanishlarning yig’ish xususiyatiga komulyativ effekt deyiladi.
Izolyatsiyaning teshilish kuchlanishi pasayishining ta’sir etishlar soniga
bog’liqligi kommulyativlik koeffitsienti bilan baholanadi va u bir marta etilgan
teshilish kuchlanishining ko’p marta ta’sir etilgan teshilish kuchlanishga nisbati
bilan aniqlanadi:
n
Kom
U
U
K
1
.
(3.8)
Qattiq dielektrikning elektrik mustahkamligi namunaning qalinligiga deyarli
bog’liq emas, ya’ni teshilish kuchlanishi dielektrikning qalinligiga proportsional
ravishda o’sib boradi. Bu qonuniyatdan chetlashish faqat juda yupqa (mikron
qalinlikdagi) dielektriklarda kuzatiladi va bunday qalinlikda teshilishda elektr
maydon kuchlanganligi
tesh
E
keskin o’sib ketadi.
Qattiq
izolyatsiyaning
impuls
teshilishining
xususiyati,
unda
tiklanmaydigan qisman emirilishi (buzilishi) va asta – sekin uning elektrik
mustahkamligining pasayishiga olib keladigan qisman razryadlarning paydo
bo’lishidir.
Izolyatsiyaga qo’yilgan kuchlanish ta’sirida har qanday real izolyatsiyada
mavjud uncha katta bo’lmagan o’tkazuvchanlik va ayrim qutblanishlarda
114
energiyaning sochilishi tufayli unda dielektrik isrof paydo bo’ladi. Dielektrik isrof
hisobiga izolyatsiyada qo’shimcha qizish kuzaktiladi.
Izolyatsiyadagi dielektrik isrofning quvvati quyidagi ifoda bilan topiladi:
tg
СU
P
D
2
,
(3.9)
bu yerda
- aylanma chastota; C – qaralayotgan izolyatsiyaning sig’imi;
tg
-
izolyatsiya orqali oqayotgan aktiv tokning sig’im tokiga nisbatiga teng bo’lgan
dielektrik isrofning tangens burchagi;
U
- ta’sir etayotgan kuchlanish.
Ko’pchilik turdagi ichki izolyatsiyalarda harorat oshgani sari quyidagi ifoda
bilan aniqlanadigan dielektrik isrof
tg
ham oshib boradi:
)
(
Q
e
tg
tg
0
,
(3.10)
bu yerda
– izolyatsiyaning xossasiga bog’liq bo’lgan koeffitsient (
С
,
0
1
02
0
);
Q
T
- atrof muhitning harorati.
Shunday qilib, izolyatsiyadagi dielektrik isrof berilgan kuchlanishda atrof
muhit haroratiga bog’liq.
Izolyatsiyadan olinayotgan va atrof-muhitga berilayotgan issiqliq oqimining
quvvati:
)
T
T
(
S
P
Q
olin
,
(3.11)
bu yerda
- issiqliq berish koeffitsienti; S- izolyatsiyaning issiqliq olinayotgan
sirtining maydoni.
Izolyatsiyaga ta’sir etayotgan kuchlanishning uchta qiymati uchun
)
T
(
f
olin
ning grafigi 3- rasmda keltirilgan.
115
3.7- rasm. Issiqliqdan teshilish mexanizmiga tushuntirish
Qaralayotgan
dielektrikda
issiqliqning
tarqalishi
harorat
maydonining
kuchlanganligi bilan bog’liq
dn
d
G
, Bu yerda n haroratning eng ko’p o’sishi
yo’nalishi bo’yicha koordinata.
Ko’pchilik izolyatsiya konstruktsiyalarida (transformatorlar, kirishlar)
masalan suyuq izolyatsiyalovchi suyuqliq oraliqda, odatda transformator moyi
qattiq izolyatsiyadan yasalgan to’siq bilan o’ralgan izolyatsiya qo’llaniladi.
To’siqning ta’siri bir jinsli va bir jinsli bo’magan maydonlarda har xil. Tekis yoki
kuchsiz tekis taqsimlangan maydonda to’siq elektrodlar orasida izolyatsiyalovchi
suyuqliqdan o’tkazuvchan zanjirning paydo bo’lishiga qarshiliq ko’rsatadi. Katta
elektr maydon kuchlanganlikli elektrod yaqiniga o’rnatilgan to’siq sanoat
chastotasidagi uzoq davom etuvchi kuchlanish qo’yilganda razryadlanish
kuchlanishini 30 – 35 %ga oshiradi (3.8- rasm). Elektrod sirtini qattiq dielektrik
bilan qoplaganda ham xuddi shunday effektni olamiz.
Impulslarda o’tkazuvchan qatlam hosil bo’lishga ulgurmaydi va shuning
uchun to’siq kuchsiz notekis maydonda impuls kuchlanishini orttirmaydi. Moyli –
to’siqli izolyatsiyaning real konstruktsiyalarida to’siq doimo samarali hisoblanadi.
116
3.8- rasm. Sanoat chastotasi bilan (50 Gts) o’zgaruvchan kuchlanishda bir jinsli bo’magan
maydonda transformator moyining teshilish kuchlanishiga yupqa to’siqning ta’siri.
Keskin bir jinsli bo’magan maydonda to’siqning ta’siri suyuq dielektrikda
ham xuddi to’siqning gazli dielektrikdagidek, hosil bo’lgan zaryadlar to’siq orqali
tarqalib to’siq bilan tekislik orasidagi maydonni tekislaydi va tojlanishning
rivojlanishiga imkon bermaydi. 3.8- rasm ko’rinadiki notekis maydonda to’siqning
o’rnatilishi teshilish kuchlanishini 2 – 2.5 barobarga oshiradi. Eng katta
razryadlanish kuchlanishi to’siqni sterjenьga yaqin (0.1 – 0.25d) o’rnatilganda
erishiladi.
Keskin notekis maydonda teshilish kuchlanishidan ancha kichik
kuchlanishda paydo bo’layotgan moydagi tojlanish razryadi elektrod bilan to’siq
orasidagi butun oraliqni egallashi mumkin. Chaqmoqli va kommutatsiya
impulslari to’siqning shikastlanishiga olib kelmasa, uzoq davom etayotgan
kuchlanish esa to’siqning asta sekin emirilishiga va teshilish kuchlanishi-ning
pasayishiga olib keladi. SHuning uchun tojlanish razryadining ishchi kuchlanishda
paydo bo’lishiga yo’l qo’yib bo’lmaydi.
Ma’lumki moyning elektrik mustahkamligi qattiq dielektriknikiga nisbatan
kichik, shuning uchun kuchlanishni kupaytirganimizda boshda ancha yuklangan
moy qatlamida (moy kanalida) teshilish sodir bo’ladi. Teshilgan joydagi tok
ketma – ket ulangan qattiq dielektrikning va boshqa moy kanallarining qarshiligi
|