ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Исследование движения объемного заряда в поле короны переменного тока зондом с сеткой из "Корона переменного тока" Методика измерений зондом с сеткой подробно обсуждалась выше. Поэтому здесь рассмотрены лишь те методические вопросы, которые существенны для данного исследования. Так же как и при исследованиях подвижности, при данных измерениях после установки зонда в определенной точке поля осуществлялась компенсация пространственного потенциала. После этого включалось напряжение подпора и осциллографирова-лись токи зонда, величина которых существенно усиливалась при включении подпора. Это положение иллюстрируется осциллограммами тока зонда (рис. 3-9). Осциллограммы соответствуют расстоянию зонда от провода 10 см (коронирующий провод диаметром 1,36 MJM) и двойному относительному перенапряжению ( = / / 70=2). [c.92] При включенном подпоре того или иного знака ток на зонд имеет форму чередующихся через равные интервалы времени импульсов с относительно крутым фронтом и более пологим хвостом. Эти импульсы обусловлены поступлением на зонд положительных или отрицательных ионов. Знак поступающих на зонд ионов определяется полярностью напряжения подпора отрицательному подпору соответствуют положительные ионы, а положительному подпору — отрицательные. [c.92] Момент начала импульса тока соответствует приходу в исследуемую точку пространства фронта волны объемного заряда, созданного в данный полупериод в зоне ионизации у поверхности коронирующего провода. В последующие моменты времени на зонд начинают поступать заряды этой волны, движущиеся через разрядный промежуток. Направление движения ионов данной полярности определяется только знаком напряженности электрического поля, под действием которого и происходит это движение. [c.93] Осциллограммы на рис. 3-9 относятся к сравнительно небольшому расстоянию зонда от провода [г= = 10 см). На таких расстояниях ток на зонд при отключенном подпоре ( Уп==0)—остаточный ток на зонд — по сравнению с токами при включенном подпоре практически может считаться равным нулю. По мере увеличения расстояния зонда от провода разница между током при включенном подпоре и остаточным током уменьшается в связи с уменьшением плотности объемного заряда и напряженности электрического поля в этих точках. Начшгатг с некоторого расстояния, включение подпора уже не приводит практически к изменению тока, т. е. достигается предел чувствительности метода зондовых токов при принятом способе компенсации пространственного потенциала. Поэтому для определения наличия ионов за границей чувствительности метода зондовых токов использовался метод накопления заряда, обладающий более высокой чувствительностью (па 30—35%). [c.94] Схема измерений по методу накопления заряда в точности повторяет схему на рис. 3-3 с тем только изменением, что параллельно сопротивлению К включается емкость С, напряжение на которой и фиксируется при измерениях. [c.94] Рассмотрение результатов, полученных при измерениях зондом с сеткой, начнем с эксперимента для провода диаметром 1,36 мм при относительном перенапряжении /г=2 кривые ионного тока на зонд для этого случая приведены на рис. 3-10. [c.94] Обращает на себя внимание многозначность этих кр 1-вых на отдельных интервалах времени. Как для положительных, так и отрицательных ионов они состоят из трех отдельных ветвей (ветви I, II, III и 1 , /Д, /// иа рис. 3-11), перекрывающих одна другую в отдельные моменты времени. Эти ветви соответствуют различны.м фазам в движении фронта волны объемного заряда. Так как характер изменения кривых зависимостей координат фронта волны ионов для обеих полярностей одинаков, то рассмотрение проведем только для положительных ионов. [c.95] КИМ образом, оказывается, что в интервале времени, соответствующем горению короны на проводе, скорость движения фронта волны объемного заряда, образовавшегося в данный полупериод, остается примерно постоянной и равной 4,1-103 см/сек для условий, представленных на рис. 3-11. [c.96] Существование этих ветвей находит объяснение, если фронт волны объемного заряда, образовавшегося в определенный полупериод, при своем обратном движении к проводу не доходит до него и после перемены знака напряженности вновь движется от провода, т. е. заряд совершает сложное колебательно-поступательное движение, приводящее к его постепенному удалению от поверхности провода. [c.97] Принимая такую схему движения фронта волны объемного заряда, приходим к выводу, что ветвь / кривой на рис. 3-11 характеризует движение фронта волны, образовавшегося в данный (рассматриваемый) полупериод, а Гт1 (точка S, рис 3-11)—максимальный радиус удаления фронта волны ионов за первый полупериод их существования. Ветвь И в этом случае следует считать обусловленной движением фронта объемного заряда, созданного не в данный полупериод, а в ближайший предшествующий, совпадающий по знаку с данным. [c.97] Диаграммы движения волны объемного заряда с количественной стороны зависят от ряда факторов и в первую очередь от величины относительного перенапряжения (п) и диаметра коронирующего провода. [c.99] Рисунок 3-14 показывает, что наряду с количественным различием максимальных радиусов удаления для положительных и отрицательных ионов для них существует общая закономерность зависимости их величин от относительного перенапряжения. Она оказывается линейной. [c.101] С учетом пропорциональной зависимости радиусов удаления ионов от относительного перенапряжения при пересчете определялись безразмерные значения радиусов, деленные на величины соответствующих перенапряжений. Результаты подобной обработки экспериментальных траекторий приведены на рис. 3-15. Здесь все экспериментальные точки соответствующих полярностей укладываются на общие кривые. [c.102] Зондовые измерения, подобные вышеописанным, были выполнены и для гладких проводов диаметрами 3,09 и 6,04 мм, а также для витого провода диаметром 9,67 мм. Возможность обобщения экспериментальных траекторий движения, полученных при различных значениях относительного перенапряжения, позволяла в принципе ограничиться при исследованиях на проводах различного диаметра случаем одного какого-либо относительного перенапряжения. Однако, учитывая важность зависимости параметров движения от п для проводов вышеуказанных размеров, измерения были выполнены, так же как и для провода диаметром 1,36 мм, при п=1,25 1,5 1,75 и 2,0. Обработка и анализ полученных при этом результатов показали их полное согласование с данными для провода диаметром 1,36 мм в отношении зависимости параметров траекторий движения фронта волн объемного заряда от величины относительного перенапряжения п. Поэтому ниже приводятся и обсуждаются данные только для одного значения —2. [c.103] Результаты подобного построения приведены на рис. 3-17, где опытные точки для всех четырех проводов располагаются так, что по ним оказывается возможным провести общие кривые, представляющие собой обобщенные участки диаграмм движения фронта волн объемного заряда во внешней зоне короны переменного тока. [c.103] Обобщенные кривые на рис. 3-17 позволяют установить ряд количественных соотношений, важных как для определения условий, выполнение которых необходимо при физическом моделировании коропы переменного тока, так и при анализе ее отдельных характеристик. [c.103] Важнейшей точкой обобщенных диаграмм движения, кроме максимальных радиусов удаления, является точка, соответствующая положению фронта волны объемного заряда данного полупериода в момент угасания короны (точка 2 на рис. 3-11). Обобщенное значение величины радиуса удаления фронта волны от провода в момент угасания короны необходимо для анализа экспериментальных характеристик потерь мощности на корону и для вывода уравнения этой практически важной характеристики короны. [c.105] Для иллюстрации порядка величин скорости фронта и напряженности электрического поля на фронте для всех обследованных проводов они сведены в табл. 3-3 для случая относительного перенапряжения, равного 2. [c.106] Вернуться к основной статье