Vakumda elktr toki. Termoelektron emissiya

Optik transformatorlar ─ dastlabki tajriba Optik transformatorlar va real sharoitlarda ularni tatbiq qilish bо‘yicha dastlabki tajribalarga qator maqolalar, taqdimotlar, ma’ruzalar va nutqlar bag‘ishlangan. Dunѐdagi yetakchi elektrotexnika kompaniyalarining barchasi bu yо‘nalishda jadal olib borilaѐtgan ishlar tо‘g‘risida e’lon qildilar. Olimlar, injenerlar ekspluatatsiya bо‘yicha mutaxassislar va ishbilarmonlarni katta-katta mablag‘lar hamda vaqtlarini sarflashga ularni nima majbur qilyapti? Chamasi, elektrik kattaliklarni, ayniqsa yuqori kuchlanishlarni о‘lchash ishlari о‘lchov kо‘rinishlarining eng murakkab va resurs sarflovchi kо‘rinishlaridan biri hisoblanadi. Bunday maqsadlar uchun о‘lchash tizimining asosiy, muhim elementlari bо‘lib boshlang‘ich о‘lchov asboblari ─ datchiklar, о‘zgartgichlar, tok va kuchlanish transformatorlari xizmat qiladi. Ulardan olingan informatsiya esa keyin qayd qilish priborlari, rele himoyasi bloklari va stansiya avtomatikasining boshqa jihozlari tomonidan

foydalaniladi. Elektr energiyasi hisoblagichlari sohasidagi texnik yutuqlar shu narsaga olib keldiki, ular oddiy induksion apparatlardan raqamli qayta ishlovchi baquvvat va murakkab apparatli-dasturlanuvchi komplekslarga aylandilar. Releli himoya qurilmalarida ham zamonaviy mikroprotsessor texnikasini joriy qilishda xuddi shunday jaraѐnlar yuz bermoqda. Boshlang‘ich о‘lchagichlar (masshtablashtirilgan о‘zgartirgichlar) sifatida esa kо‘proq elektromagnit о‘lchov transformatorlaridan foydalaniladi. Bu qurilmalar energetikada uzoq vaqtlardan buѐn qо‘llaniladi, kо‘p marta konstruktiv о‘zgarishlarga duchor bо‘lgan, biroq afsuski elektromagnit transformatorlarga xos bо‘lgan fizik kamchiliklardan xalos bо‘lmagan. Bunday kamchiliklarga rezonans, gisterezis, tо‘yinish hodisalari, magnitlanish qoldig‘i kabilarni aytish mumkin. Bu qurilmalarning konstruktiv xususiyatlari aksariyat hollarda energiya obyektlarida avariya holatlari manbai bо‘lishlari mumkin. Bu kamchiliklar yuqori kuchlanishli о‘zgartirgichlarni ishlab chiquvchilarni butunlay boshqa ish prinsiplariga asoslangan qurilmalar yaratishga undamoqda. Bu izlanishlarda birlamchi tok va kuchlanish datchiklarini ishlab chiqish chog‘ida magnitooptik effektlardan foydalanishga bog‘liq bо‘lgan yо‘nalish eng kelajakli va samaraliroq bо‘lib chiqdi. Birinchi qarashda shunday tuyuladiki ─ ѐrug‘lik va elektr ikkita bir-biridan boshqa, о‘zaro ta’sirlanmaydigan moddiy unsurlar. Shu sabab bilan optik tolali aloqa liniyalarining tashqi yuqori darajadagi elektromagnit xalaqit beruvchilar ta’siriga chidamliligini izohlash mumkin. Biroq, fizik olimlar elektr va magnit maydonlarining ѐrug‘lik tо‘lqinlariga ta’sirini isbotlaydigan effektlarni ancha vaqtlardan buѐn bilishadi. Amaliy nuqtai-nazardan esa Pokkels va Faradey effektlari qiziqishga arziydi.

Yorug‘lik oqimi qutblanishining magnit maydoni ta’sirida о‘zgarishi Faradey effekti deb atalgan. Bu effekt 1845 yilda Faradey tomonidan izohlangan. Chiziqli qutblangan ѐrug‘lik magnit maydonida joylashgan modda orqali tarqalganda ѐrug‘lik qutblanishi tekisligining aylanishi kuzatiladi. Pokkels effekti elektr maydoni ta’sirida ѐrug‘likning sinish va qutblanish burchagi о‘zgarishiga asoslangan.

Pokkels effekti bu ─ о‘zgarmas ѐki о‘zgaruvchan elektr maydoni ta’siridagi optik muhitda nurning ikki karra sinishi yuzaga kelish hodisasi. Ushbu effekt 1893 yilda Pokkels tomonidan topilgan. Ushbu effektlar fanga ma’lum bо‘lganiga 100 yildan kо‘p vaqt о‘tganiga qaramasdan ularni elektr о‘lchashlarda foydalanish bо‘yicha amaliy ishlar sо‘nggi yigirma yil ichida jadal olib borila boshlangan. Bu telekommunikatsiyalarda optik tolali texnologiyalarning ommaviy joriy qilinishi, hamda optik tola narxlarining pasayishi va kichik gabaritli yarim о‘tkazgichli lazerlarning paydo bо‘lishi davriga tо‘g‘ri keladi. Olimlar va injenerlarning ijodiy salohiyati eng avvalo aniqlik, stabillik, tashqi faktorlarning ta’siriga chidamliligi, uzoq muddatlarga ishlashini ta’minlash va eng asosiysi о‘zgartgichning qiymatini pasaytirishga yо‘naltirilgandi.

Yuqori temperaturali о‘ta о‘tkazuvchanlikning ahamiyatli

tomonlari

● tokning qiymati ma’lum darajadan о‘tganda («Kritik tok» deb ataladi) amaldda nolga teng qarshilikdan yuqori qarshilikka almashish. О‘ta о‘tkazuvchanlik holati faqat kritik temperaturadan past temperaturadagina mumkin bо‘ladi. Kritik temperatura odatda qaynaѐtgan azotning temperaturasi (77OS)ga teng deb qabul qilingan. VTSP (ruscha Visokotemperaturniy sverxprovodnik) о‘tkazgichning normal toki о‘ta о‘tkazuvchanlikning anchagina tegishli sohalariga ega bо‘lishi shart va kritik tokdan past bо‘lishi kerak. Tokning yо‘l qо‘yilgan maksimal ortish sovutish qurilmasining yuklanish qobiliyatiga kо‘ra belgilanadi. kritik tokdan balandroq qiymatdagi toklar uchun isroflar bir daraja ortadi. Bu jaraѐn paytida о‘tkazgichda ajraladigan energiya (avariya toklarini cheklash rejimi deyiladi) sovutish suyuqligi bir qismining bug‘lanishi paytida yutiladi. VTSP materiallarning bu xossalari о‘z xarakteristikalari bо‘yicha bugungi kungacha an’anaviy qо‘llanib kelinaѐtgan moyli va quruq transformatorlardan ancha baland bо‘lgan transformator olishga imkon beradi. VTSP transformatorlar an’anaviylariga solishtirganda ancha yuqori texnik afzalliklarga ega:

● nominal tokda yuklama isroflari 90 %ga kamayadi, bu esa transformatorning FIK birmuncha oshiradi;

● transformatorning vazni va gabaritlari 40%gacha ozayadi. Qayd qilish kerakki, yuqorida tilga olingan afzalliklar VTSP

transformatorlarni mavjud nimstansiya (podstansiya)larda konstruktiv о‘zgartirishlarsiz quvvatini ancha katta miqdorga oshiqroqqa oshirgan holda qо‘llash mumkin. Va yana transformatorni transportda tashib keltirish ham oson kechadi;

● qisqa tutashuv toklarini cheklash, bu avariya rejimlarida tarmoq elektr jihozlarini himoya qiladi;

● reaktiv qarshilikning keskin kamayishi, bu esa kuchlanishni rostlamasdan uni stabilizatsiyasini ta’minlashga imkon beradi.

● transformator izolyatsiyasini shikastlamasdan va eskirtmay katta qiymatlarda qayta yuklanish qobiliyati;

● shovqin darajasini pasaytirish. Bundan tashqari VTSP transformatorlar moyli transformatorlarga solishtirganda ѐng‘inga butunlay xavfsiz va ekologik bezarardir. Hozirgi vaqtda VTSP transformatorlarni yaratish bо‘yicha uchta asosiy loyihalar mavjud: Yevropada, AQShda va Yaponiyada. Loyihalar ustida boshlangan ishlar bir vaqtga tо‘g‘ri keladi va 1997 yilda uchchala loyiha ham tajriba nusxalarida tayѐr bо‘lgan. Amerikaning ASC kompaniyasi (chulg‘amlar uchun VTSP lentalar tayѐrlovchi) va Electricite de France (EDF) fransuz elektroenergetika sistemasi ishtirokida ABB kompaniyasi ishlab chiqargan 630 kVA quvvatli 18,7/0,4 kuchlanishli transformator birinchi bо‘ldi. Uning misolida VTSP transformatorning tuzilishi prinsipini о‘rib chiqamiz (5-rasm).



Uning misolida VTSP transformatorning tuzilish prinsipini kо‘rib chiqamiz (5-rasm). Chulg‘amlar suyuq azotga botirilgan, suyuq azot bir vaqtning о‘zida ham izolyatsiya, ham sovutish muhiti xizmatini bajaradi. Transformator о‘zagi atrof muhit temperaturasida ishlaydi, shunday qilinmasa uni sovutish kriogen sistemasining ortiqcha yuklanishiga olib keladi. Chulg‘amlar termik jihatdan о‘zak va atrof muhitdan ikki devorli «Kriostat» deb ataluvchi konteynerlar ѐrdamida izolyatsiyalangan. Kriostat epoksiddan tayѐrlanadi, devorlari orasida esa nasosning uzluksiz ishlashi tufayli muntazam vakuum bо‘lishi ta’minlanadi. Sinovlar о‘tkazish chog‘ida nominal tokda isroflar 337 Vt, salt ishlashda esa о‘zakdagi isroflar 2,1 kVt-ni tashkil qildi. Umumiy qizish isroflari taxminan simlardagi isroflarning yarmiga teng. Mazkur sinovlar muvaffaqiyatli о‘tganidan keyin tilga olingan kompaniyalar о‘zaro shartnoma imzoladilar, shartnoma bо‘yicha har bir kompaniya yaxshilangan VTSP ─ simlar ishlab chiqishi uchun ASC kompaniyasiga 5 million dollardan ajratadigan bо‘ldi.