Исследование структурных характеристик наносекундного импульсного коронного разряда в электродных системах различной конфигурации

• Автор: Тиматков, Василий Вячеславович
• Шифр специальности: 05.14.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 178 с. : ил.

1.1 Введение

1.2 Методы исследования импульсной стримерной короны

1.2.1 Измерение тока стримерной короны

1.2.2 Регистрация излучения стримерной короны

1.2.3 Электрография

1.3 Экспериментальные данные о параметрах импульсной стримерной короны

1.3.1. Общие сведения

1.3.2 Характеристики одиночного стримера

1.3.3 Параметры ветвящейся стримерной короны

1.3.4 Структура импульсной стримерной короны

1.3.5 Разряд в промежутке с твердым диэлектриком

1.4 Выводы и постановка задач исследования
Глава 2. Экспериментальная установка и методика измерений
2.1 Конструкция экспериментальных установок
2.2 Измерение тока стримерного разряда
2.2.1 Омический шунт
2.2.2 Воздушный трансформатор тока пояс Роговского
2.3 Регистрация излучения стримерной короны
Глава 3. Разработка усовершенствованной комплексной методики исследования стримерной наносекундной короны.
3.1 Электрографический метод исследования стримерной короны
3.1.1 Общие сведения .
3.1.2 Расчет поляризации пластины под действием поля головки стримера
3.1.3 Выбор расположения пластины в промежутке
3.1.4 Влияние толщины и материала барьера на параметры импульсной стримерной короны
3.2 Определение размеров стримерной зоны разряда
3.3 Измерение скорости фронта стримерного разряда
Глава 4. Исследование стримерной короны в системе электродов иглаплоскость
4.1 Постановка задачи
4.2 Ток стримерной короны
4.3 Излучение стримерного разряда
4.4 Размеры чехла стримерной короны
4.5 Скорость фронта стримерного разряда
4.6 Структура отдельных стримеров и разряда в целом
4.7 Повторная вспышка стримерной короны
4.8 Выводы 2 Глава 5. Влияние на параметры стримерной короны
внешних условий
5.1 Постановка задачи
5.2 Длительность импульса напряжения
5.3 Радиус кривизны коронирующего электрода
5.4 Разряд при наличии диэлектрического барьера
5.5 Выводы
Глава 6. Анализ полученных в работе результатов
6.1 Расчет электростатического поля в исследованных промежутках
6.1.1. Распределение поля в чисто воздушных промежутках
6.1.2. Расчет поля при наличии пластины из твердого диэлектрика
6.2. Форма импульса тока разряда.
6.3. Скорость фронта стримерной короны
6.4. Структурные характеристики стримерного разряда
6.5. Разряд в присутствии диэлектрика.
6.6. Выводы Заключение Список литературы
Введение


Стримерная корона характеризуется множеством параметров. С развитием измерительной техники стало возможным экспериментальное определение практически любого из перечисленных параметров. Наиболее часто регистрируются следующие параметры ток разряда, начальное напряжение, внедренный за один импульс напряжения заряд, скорость фронта стримерной короны, диаметр канала стримера. Измерение таких параметров, как напряженность поля на головке и в канале стримера, концентрация различных частиц в зоне разряда до сих пор представляют трудоемкую техническую задачу. Для оценки напряженности поля и концентрации электронов в головке стримера в воздухе используют регистрацию излучения второй положительной и первой отрицательной систем азота с последующей математической обработкой 5. Значительно проще оценивать такие параметры с помощью математического моделирования стримерной короны, построенной на основе заранее определенных, достоверных экспериментальных данных об электрических и структурных параметрах разряда. Основной проблемой при использовании наносекундных импульсов напряжения являются электромагнитные наводки на измерительную аппаратуру и кабели. Источником этих помех являются, как правило, элементы генератора импульсов напряжения. Во многих работах, например в 6, приводятся осциллограммы тока разряда, уровень помех на которых сопоставим с уровнем полезного сигнала. Такие данные не дают возможности судить о форме кривой тока, которая отражает динамику развития разряда. В данной главе рассмотрены известные экспериментальные методы исследования различных параметров импульсной стримерной короны, а также основные доступные в литературе экспериментальные данные о параметрах положительной импульсной стримерной короны. Особое внимание уделено особенностям проведения эксперимента при использовании наносекундных импульсов напряжения. Методы исследовании импульсной стримерной короны 1. В настоящее время для измерения импульсных токов применяются измерительные сопротивления шунты 7 и трансформаторы тока так называемые пояса Роговского 6, . Рассматривая методы измерения тока применительно к исследованию наносекундной стримерной короны, следует иметь в виду, что в зависимости от конфигурации разрядного промежутка и амплитуды приложенного напряжения, амплитуда тока разряда может меняться от нескольких десятков миллиампер до единиц ампер. Максимального значения ток достигает за время от нескольких единиц до нескольких десятков наносекунд. Это соответствует эквивалентной частоте 5. МГц. Длительность импульса тока, если она не ограничена длительностью импульса напряжения, составляет сотни наносекунд. Такая высокая скорость нарастания тока требует минимальной индуктивности измерительного устройства. В противном случае, регистрируемая кривая может в значительной мере содержать реактивную составляющую. Кроме того, важную роль при измерении токов наносекундной длительности играет экранирование измерительной аппаратуры и кабелей от электромагнитных наводок, вызванных работой источника импульсов напряжения. Наиболее распространенным является способ регистрации тока, основанный на измерении падения напряжения на измерительном сопротивлении шунте , включенном в разрядную цепь рис. Измеряемый сигнал и0 передается к осциллографу по коаксиальному кабелю, имеющему на конце согласующее сопротивление. Любой шунт, по которому протекает ток, создает вблизи себя магнитное поле . Поэтому омический шунт представляют в эквивалентной схеме замещения в виде последовательно соединенных идеального активного сопротивления и индуктивности. Параллельно выводам шунта включена также некоторая паразитная емкость. Увеличение измерительного сопротивления снижает влияние паразитной индуктивности, но увеличивает влияние емкости, и наоборот. Исходя из данных, изложенных в , сопротивление шунта должно быть обусловлено требованиями отсутствия его влияния на цепь с током. Рис. Измерение быстро изменяющихся токов с помощью шут К коаксиальный кабель Ъс согласующее сопротивление ЭО электронный осциллограф.