НұСҚаулар «Энергетикалық жүйелер»
жүктеу/скачать 325,85 Kb.
|
| Есептік бөлім
№ 1 Вариант 1 Кесте – Дербес есептеу үшін есептік деректер
2.1 Короналық разряд және оның сипаттамалыры Короналық разряд, немесе корона – бұл ионизация процестері электродтардың жанындағы тар аймақта ғана жүретін күрт біртекті емес өрістерде пайда болатын тәуелсіз дербес разряд. Мұндай өрістерге электр берілісінің әуе желілері сымдарының электр өрісі де жатады. Коронa разрядының бастапқы кернеулігі сымдар үшін мынадай r радиус формула бойынша анықталады: , (1) мұнда r0 – сымның радиусы сантметрмен өлшенеді(см); т – сымның тегістік коэффициенті 0,82-ге тең деп қабылданады - алюминийдің меншікті өткізгіштігі Бұл формула сымның теріс полярлығына жарамды, бірақ оң полярлық үшін де қолданыла алады, өйткені полярлықтың әсері қатты өзгеріс әкелмейді. (1) –ші формула бойынша Ен өлшем бірлігін киловольттың сантиметрге қатынасымен көрсетілген(кВ/см); Электр беру желілерінде көптеген сымдардан бұралған сымдар қолданылады. Бұралған сымдар тегіс беттес болмайды (сурет 1), сондықтан тегіс өткізгіштік кернеулермен және ішкі диаметрлері бірдей болғанда, олардың электр өрісінің жақын жеріндегі бетінде кернеулігі жоғары болады және кернеу аз кезінде корона пайда болады. Бастапқы кернеуді анықтаған кезде коэффициент тегістігі т бұралған сымның беттік пішінін ескереді. Әр түрлі маркалы сымдар үшін тегістік коэффициенті: 0,82-ден бастап - 0,94-ке дейін. Сурет 1-Көп жилалы сымның бетіндегі электр өрісі Короналық разряд кезінде сымның бетінде ауаның ионизациялануы нәтижесінде сымдағы кернеудің полярлығы сияқты белгінің көлемді заряды пайда болады (Сурет 2). Сурет 2 - Сымдағы униполярлы корона кезінде көлемді зарядтың бөлінуі Сым бетінің кернеулігі, короналау кезінде Ен-ге тең болып қалады. Сымдағы кернеудің ұлғаюы ионизациялық процестердің күшеюіне, көлемді зарядтың өсуіне және кернеуліктің Ен –ге дейін төмендеуіне әкеледі.. Көлемдік зарядтың көбеюі салдарынан тәжге энергия шығыны көп мөлшерде өседі, сымдағы кернеу көп болған сайын соғұрлым коронаның бастапқы кернеуінен асып түседі: , (2) мұнда Н – жер үстіндегі бір сымның биіктігі. Сымның кез келген полярлығы кезінде көлемді заряд сымнан жерге қарай жылжиды, сымның бетіндегі өрістің кернеулігі жоғарылауға ұмтылады. Алайда, ауаның ионизациялануының күшеюіне байланысты сымға жақын көлемді заряд толықтырылады және өрістің кернеулігі нәтижесінде Ен -ге тең болады. Осылайша, сымнан көлемді зарядты үздіксіз жою салдарынан короналық разряд өз түрін шектеусіз ұзақ сақтауы мүмкін. Электр өрісі күштерінің әсерінен иондардың қозғалысы корона сымы мен жер арасында ток түзіледі. Иондардың қозғалысы үшін энергия шығындары қажет, олар коронаға түсетін энергия шығындарын анықтайды, өйткені ауаны ионизациялау үшін энергия шығыны аз болады. Үлкен диаметрлі сымдардың электр өрісі кезіндегі кернеулігі айтарлықтай азаяды, маңайындағы кіші диаметрлі сымдармен салыстырғанда. Сондықтан ионизация аймағы – корона "жамылғысы" -үлкен өлшемдерге ие, тіпті бастапқы кернеудің көшкініңде критикалық ұзындыққа жетуі мүмкін. Бұл жағдайда корона бірден стримерлік түрінде пайда болады; ионизация аймағының құрылымы дискретті, көптеген стримерлік каналдар жанып тұрады. Диаметрі кіші сымдарда (1 см-дейін) корона көшкіндік түрінде болады. Ионизация аймағы айтарлықтай біркелкі болып келеді, сәуле шығаруы жамылғының тар аймағына көзделген. Алайда, бастапқы кернеудің жоғарылауы кезінде ионизация аймағының өлшемдері өседі, және корона көшкіндік түрден стримерлікке ауысады. Стримерлік коронаның тогы өте тік фронтты жеке импульстерден тұрады (фронт ұзақтығы – он шақты наносекундке дейін жетеді). Бұл корона тогының жоғары жиілікті компоненті радио және теледидар қабылдауға кедергі келтіретін кең спектрлі қарқынды электромагниттік сәуле көзі болып табылады. Аса жоғары кернеулі желілердің сымдары короналанған кезінде дыбыстық әсер болады , әсіресе жаңбыр кезінде күштірек болуы мүмкін. Бір-біріне қарама-қарсы зарядталған сымдар короналанған кезде (3-сурет) әр түрлі таңбалы иондар бір-біріне қарай жылжиды. Өрістің төменгі кернеулігі аймағында - сымдардың арасындағы ортада - иондардың жартылай рекомбинациясы болады. Олардың айтарлықтай бөлігі қарама-қарсы полярлықтың коронаның аймағына еніп, өрісті нығайтады. Осының нәтижесінде иондану қарқындылығы артады, корона тогы, яғни, энергия шығыны артады. Мұндай короналау режимі биполярлы корона деп аталады, униполярлық коронадан айырмашылығы 3. Суретте көрсетілген. Сурет 3 Сымдардағы биполярлы корона кезінде көлемді зарядтардың бөлінуі Айнымалы кернеу кезінде корона сымның өріс күші Ен мәніне жеткен кезде тұтанады және кернеу максимумға жеткенше жанады. Осыдан кейін сымдағы өріс күші Ен қарағанда төмен болады және корона сөнеді. Иондар аз қозғалушылыққа ие болғандықтан және әрбір келесі жартылай периодқа сымдағы өріс кернеулігі алдыңғы жартылай периодтан қалған көлемді зарядпен күшейтіледі,корона әрбір жартылай периодқа (тұтану кернеуі) жанатын кернеудің лездік мәні бастапқы кернеуден аз. Тұтану кернеуінің сым бойындағы кернеудің амплитудасына тәуелділігі коронаның тұтану сипаттамасы деп аталады. Сымдағы кернеу неғұрлым жоғары болса, соғұрлым тұтану кернеуі бастапқы кернеуден өзгеше болады. Айнымалы кернеу кезінде сымдардың короналануы тұрақты кернеуге қарағанда анағұрлым қарқынды болады, ал тең жағдайда коронаның энергия шығыны әлдеқайда көп болады. Короналық заряд сипаттамаларына (бастапқы кернеу, энергияның жоғалуы және радио кедергілері) ауа-райының жағдайы айтарлықтай әсер етеді. Атмосфералық жауын-шашын сымдағы электр өрісінің кернеулігін күшейтеді, оның бетінде су немесе мұз ұштары пайда болады. Осыған орай коронаның бастапқы кернеуі күрт төмендейді. Сымның тегістік коэффициенті атмосфералық жауын-шашын кезінде сымның жағдайының күйін өзгеруін ескеруі тиіс. (1) бойынша бастапқы кернеулікті бағалау үшін қырау кезінде, көктайғақта және аязда m = 0,6 сымның тегістік коэффициентін қабылдауға болады. Жаңбыр немесе қар жағдайында тегістік коэффициенті жауын-шашынның қарқындылығына байланысты және m = 0.57 ... 0.73 аралығында қабылданады. Айнымалы кернеудің жартылай периодтарының бірінде пайда болған коронаның көлемді заряды сым полярлығының өзгеруіне дейін бірнеше ондаған сантиметрге жылжуы мүмкін. Осының салдарынан екі белгінің көлемді зарядтары сымға жақын кері-үдемелі қозғалысты жасайды, әлсіз өріс аймағында одан баяу қозғалады және сол жерде олар рекомбинацияланады. Тек көлемді зарядтың маңызды емес бөлігі көрші фазалардың сымдарына жетуі мүмкін. Осыған байланысты үшфазалы желінің әр фазасының короналау процестері бір-біріне әсер етпейді (биполярлықтың әсері жоқ) және әрбір фаза басқалардан бөлек қарастырылуы мүмкін. Фазалардың біреуі нөлдік кернеу көзіне қосылсын (Cурет 4). Сымдағы кернеудің жоғарылауы кезінде оның бетіндегі электр өрісінің күші де артады. (Кернеу масштабы және Е кепрнеулігінің шамасы 4-суретте бастапқы бөліктің қисықтары сәйкес келетіндей етіп таңдалған). жүктеу/скачать 325,85 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|