Namangan muxandislik-texnologiya instituti «yuqori kuchlanish texnikasi»

Uchinchi holatda diyelektriklarning elektr mustahkamligi nuqtayi nazaridan tanlangan qalinligi diyelektriklar sirti bo‘ylab elektrodlar orasidagi masofadan ancha kichik bo‘ladi. 1-elektrodning chetidagi elektr maydoni keskin bir jinsli emas (3 d, e-rasm). Nisbatan uncha katta bo‘lmagan kuchlanishda 1-elektrod yaqinida tojlanish razryadi boshlanadi. Elektrodlar sirtida maydon kuchlanganligining normal tashkil etuvchisi katta bo‘lganligidan razryadlanish kuchlanishi pasayadi va razryad xarakterining o‘zgarishiga olib keladi. Bu holda nisbatan past kuchlanishda ham elektrodlar chetida yallig‘lanuvchi toj- lanish razryadi (yallig‘lanuvchi nuqta) paydo bo‘ladi, bunga misol tayanch izolyatorlarida tok o‘tkazuvchan qismi mahkamlanadigan flans hisoblanadi. Кuchlanishning maydon kuchlanganligining o‘sishiga proporsional ravishda yallig‘lanish ipining uzunligi ham o‘sib boradi. Кuchlanishning ma’lum qiymatida yallig‘lanish tezroq o‘zgarib elektrodlar oralig‘ining to‘la teshilishiga olib keladi. Razryadlanishning bu bosqichi sirpanuvchan razryad deb yuritiladi, chunki u elektrod sirtiga yopishganday uning sirti bo‘ylab sirpanganday ko‘rinadi.
Bu jarayonni quyidagicha tushuntirish mumkin. Razryadning ikkinchi bosqichida alohida iplar bo‘ylab zarbaviy ionlanish natijasida hosil bo‘lgan ionlar harakatlanadi. Maydon kuchlanganligining normal tashkil etuvchisining kattaligidan bu ionlar diyelektrik sirtini uzluksiz bombardimon qilishi haroratning mahalliy o‘sishiga olib keladi. Кuchlanish o‘sishi bilan yallig‘ ip bo‘yicha harakatlanayotgan ionlar soni ham ortib boradi. Кuchlanishning ma’lum bir qiymatida bu harorat termik ionlanish jarayoni boshlanishi uchun yetarli bo‘lganidan kanal bo‘ylab ionlar soni keskin o‘sib ketadi. Shu sababdan kanalning qarshiligi keskin kamayib, kanallar oxirida maydon kuchlanganligining kattalashishi ipning intensiv uzayishiga olib keladi. Demak, sirpanuvchan razryad diyelektrik sirtidagi termik ionlanish jarayoni bilan bevosita bog‘langan.
Razryadlanish kanali bo‘ylab oqayotgan tok kanalning qarama – qarshi elektrodga nisbatan sig‘imi bo‘ylab tutashadi. Shu sababdan kanal bo‘yicha oqayotgan tok va ionlar soni shu sig‘imga va qo‘yilgan kuchlanishning vaqt bo‘yicha o‘zgarishiga ko‘p jihatdan bog‘liq. Кanalning sig‘imi diyelektrikning birlik sirtining qarama–qarshi elektrodga nisbatan sig‘imiga proporsional bo‘la-di.
Sanoat chastotasida sirpanuvchan razryad paydo bo‘lishi uchun yetarli bo‘lgan kuchlanish quyidagi formula bilan aniqlanadi:
U_sr = [kV]_{ta’sir etuvchi} (1)
bu erda C– sirtning solishtirma sig‘imi F/sm²
Sirpanuvchan razryad kanalining uzunligi qo‘yilgan kuchlanishdan tashqari uning vaqt bo‘yicha o‘zgarishi va solishtirma sig‘imiga bog‘liq. Bu bog‘lanish Tepler tomonidan taklif etilgan formula bilan xarakterlanishi mumkin:
Lcp = KCU² (2)
Bu yerda U-elektrodlarga qo‘yilgan kuchlanish; C – sirtning solishtirma sig‘imi; dU/dt– qo‘yilgan kuchlanishning o‘zgarish tezligi; К - 3910¹⁵ - musbat, - 3310¹⁵ - manfiy impulslar uchun.
Agar L_cp o‘rniga S - elektrodlar oralig‘ining uzunligi qo‘yilsa, (2) ifoda razryadlanish kuchlanishini beradi.
O‘zgarmas tok kuchlanishida razryad kanali sirtiy sig‘im bo‘yicha tutasha olmaydi, natijada zaryadlar diyelektrik sirtida o‘rnashadi va asta-sekin kuchlanishning taqsimlanishini tekislaydi. Shunday qilib, ionlanish toki termik ionlanish jarayoni boshlanishi uchun yetishmaydi va solishtirma sig‘im yetakchi rol o‘ynamaganligidan razryadlanish kuchlanishi ancha yuqoriligicha saqlanadi.
Кuchlanish impulslarida diyelektrikning qalinligi (ya’ni sirtiy solishtirma sig‘im) razryadlanish kuchlanishiga kuchli ta’sir ko‘rsatadi. Shuni ta’kidlash lozimki, impulslarda va sanoat chastotasidagi kuchlanishda razryadlanish kuchlanishi elektrodlar orasidagi masofa kattalashishi bilan juda sekin kattalashadi. Bu ayniqsa elektrodlar oralig‘ining katta qiymatida va diyelektrikning uncha katta bo‘lmagan qalinligida yakqol seziladi. Shu sababdan amalda o‘tuvchi izolyatorlarni konstruksiyalashda diyelektrik sirti bo‘ylab razryadlanish kuchlanishini izolyatorning uncha katta bo‘lmagan o‘lchamini saqlash uchun qo‘shimcha tadbirlar qo‘llaniladi.
Quyidagi 4-rasmda elektrodlar sistemasida diyelektrikning almashtirish sxemasi berilgan. Bu yerda C₁= - qattiq diyelektrik sirtining pastki elektrodga nisbatan solishtirma sig‘imi 1, F; C₂ =k - qattiq diyelektrik qo‘shni sirtlarining o‘zaro ekvivalent solishtirma sig‘imi, F; d – diyelektrik qalinligi; - birlik sirtiy maydonli va balandligi d bo‘lgan diyelektrik ustunining qarshiligi, Om; - diyelektrikning hajmiy solishtirma qarshiligi Om*m; ₂= _S, _S- - diyelektrikning sirtiy solishtirma qarshiligi, Om; - muhitning va qattiq diyelektrikning diyelektrik singdiruvchanligi F/m.

4 - rasm. Кombinatsiyalangan diyelektrikning elektrod chetidagi
ekvivalent sxemasi.
Agar diyelektriklarga U kuchlanish qo‘yilgan bo‘lsa, u holda qaralayotgan _x= f(x) bog‘lanishni quyidagicha ifodalash mumkin
_x = U , bu yerda
Qattiq diyelektrikning sirti bo‘ylab maydon kuchlanganligi E_x = - = U . Elektrodning chetidagi eng katta kuchlanganlik E_xmax = U
Elektrod sirtida tojlanish boshlanadigan kuchlanganlik va kuchlanish quyidagicha bog‘lanishda Ub = .
O‘zgaruvchan tok kuchlanishida katta solishtirma qarshilikli muhit uchun (₂>10¹²), S₂ bilan solishtira oladigan 1/₂ kattalikni hisobga olmasak ham bo‘ladi. Bundan tashqari barcha texnik diyelektriklar uchun <<C₁. Bunda parametr = -ga teng. Bunda  ni qo‘llab va l > 10 thl =1 deb quyidagi ifodani olamiz Ub = Eb , bu yerda Eb = 24 kV/sm - havoda razryadlanish mustaqilligi uchun maydonning boshlang‘ich kuchlanganligi. Bu ifodadan ko‘rinadiki, agar diyelektrikning uzunligi l5d bo‘lsa, sirpanuvchan razryadning paydo bo‘lish kuchlanishi elektrodlar orasidagi masofaga emas, balki asosan uning diyelektrik o‘tkazuvchanligi bilan qalinligiga bog‘liq.
U_sr= , bu erda C₁ = - maydoni 1 sm² bo‘lgan diyelektrik qarama–qarshi sirtlarining sig‘imi. Bu formula C₁  0,25*10^-12 F/sm da o‘rinli.
Yuqorida 4-rasmda keltirilgan almashtirish sxemasidan ko‘rinadiki, elektrodlarga qo‘yilgan o‘zgaruvchan kuchlanish C₁ va C₂ sig‘imlarga taqsimlanadi. Diyelektrikning uncha katta bo‘lmagan qalinligida C₁ dan C₂ anchagina katta, shu sababdan elektrodlarga qo‘yilgan kuchlanishning ko‘pgina qismi C₂-ga (havo oralig‘iga) to‘g‘ri keladi. Strimer paydo bo‘lganda razryad toki diyelektrikning sig‘imi C₁-da siljish toki ko‘rinishida tutashadi. Chunki strimer kanaliga yonboshdagi ko‘chkilar va kichik strimerlarning toki oqib kirishidan unda tok anchagina. U strimer kanalining qizishiga va termik ionlanishning boshlanishiga olib keladi. Yoki bu sig‘imlar bo‘yicha kuchlanishning tekis taqsimlanishini ta’minlaydigan maxsus uslublarni qo‘llash orqali ko‘pincha kondensator tipidagi kirishlarda uchraydi.
Izolyatsiya konstruksiyalarida sirpanuvchan razryadning uzoq davom etishi ruxsat etilmaydi. Izolyatsiya konstruksiyalarida sirpanish razryadning boshlanish kuchlanishi va razryadlanish kuchlanishini ko‘paytirish uchun diyelektrik sirti bo‘ylab uning qarshiligiga mos potensialning sig‘imlarda tekis taqsimlanishiga imkon beradigan yarim o‘tkazgichdan qoplama qo‘llaniladi. Sirtda bo‘layotgan razryad rivoj- lanishining birinchi bosqichida uning uzunligi kuchlanish o‘sishiga proporsional va kuchlanishning o‘zgarish tezligiga deyarli bog‘liq emas, bu xossa impuls kuchlanishining amplitudasini o‘lchashga mo‘ljallangan asbob – klidonografda qo‘llaniladi.
Izolyatsiya konstruksiyalari metall qoplamalarining uchlari orasida elektr maydonni tenglashtirish qo‘shimcha manjetlar yotqizish orqali bajariladi (5-rasm). Bu A va B asosiy qoplamalar; 1-3 nda qo‘shimcha qoplamalar; d –izolyatsiya qalinligi; C₁ – C₄ –qoplamalar orasidagi sig‘im; C₂₁, C₃₁ –asosiy va qo‘shimcha qoplamalar orasidagi sig‘im; - chekinish uzunligi; h – C₁ – C₄ sig‘imlarni tashkil qiluvchi qoplama uzunligi.

5 – rasm. Asosiy koplamalar chetlarida elektr maydonini tekislash uchun qo‘shimcha qoplamalar sistemasining (manjeti) ko‘rinishi.

Tashqi B qoplamaga yopishgan qatlam eng katta yuklangan bo‘ladi va kuchlanish quyidagi ifoda bo‘yicha topiladi:

= =
Bu yerda U - asosiy qoplamalar orasidagi kuchlanish; n – yupqa qatlamlar soni; К- /h ga teng bo‘lgan koeffisiyent; К - notekislik koeffitsiyenti.

2.Ishni bajarish tartibi

1. Tekis taqsimlangan maydon sifatida ikkita disk orasidagi maydon olinadi. Diyelektriklar namunasi silindrik ko‘rinishda bo‘lib, u maydonning markaziy qismiga joylashtiriladi. Barcha namunalar toza va quruq mato bilan tozalab artilgan bo‘lishi kerak. Tajriba vaqtida 4-5 nuqta olinadi. Uchta o‘lchashning o‘rtacha qiymati hisobga olinadi. Olingan o‘lchash natijasi 1-jadvalga kiritiladi.

Razryadlanish yo‘lining uzunligi 0.1 mm aniqlikda shtangensirkul bilan o‘lchanadi. Namunani disklar orasidagi maydonga o‘rnatilishida uning elektrodlarga yopishib joylashishiga e’tibor berilishi kerak. O‘lchash va hisoblash natijalari jadvallarga kiritiladi. Olingan natijalar bo‘yicha U₂=f(X) bog‘lanishning grafigi quriladi. Кuchlanish U₂ ning qiymati darajalash egri chizig‘idan yoki quyidagi formula yordamida aniqlanadi:
U₂ = = [kV]
1-jadval

t/r	Diyelektriklar materiali	X mm	U1[V]				U’2 kV	U2 kV	Ilova
			1	2	3	O‘r
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10

Bu yerda U₂ - tajribadan olingan kuchlanish;
U₂ - nisbiy zichlik  = 1 dagi kuchlanish.
К_t – transformatsiyalash koeffitsiyenti (К_t =500)
2. Maydon kuchlanganligining bo‘ylama (tangensial) tashkil etuvchisi ustunroq bo‘lgan, keskin bir jinsli bo‘lmagan maydon sifatida (bakelitdan, chinnidan, vinilplastdan va boshqalardan yasalgan) halqali elektrodlar kiydirilgan naylar olinadi. Maydon kuchlanganligining normal tashkil etuvchisi ustunroq bo‘lgan, keskin bir jinsli bo‘lmagan maydon sifatida tashqi halqasimon elektrodlarning biriga elektrik ulangan va nayga zichroq yopishgan elektrodlar o‘rnatilgan holat mos keladi. Кuchlanish manbai sifatida IOM– 100/25 sinov uskunasi qo‘llaniladi. Elektrodlar orasidagi masofaning 20 sm.idan boshlab eng kamida 4-5 ta nuqta olinadi va tajriba natijasi jadvalga kiritiladi. Har bir elektrod uchun alohida jadval to‘ldiriladi.
3. Quyidagi bog‘lanishlarning grafiklari qurilsin: U_r=f(l), E_o‘r=f(l), U_bt=f(l), U_bsr= f(l).