|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Цели и задачи курса «Изоляция и перенапряжения в электроэнергетических системах»Стр 1 из 20Следующая ⇒
Цели и задачи курса «Изоляция и перенапряжения в электроэнергетических системах» Ответ: В развитии электроэнергетики России важное место занимает применение высоких напряжений для передачи электрической энергии на большие расстояния. Мощность отдельных тепловых электростанций достигла 3800 МВт, атомных – 3000 МВт и гидравлических – 6000 МВт. При такой концентрации мощностей большое значение имеет надежность работы линий электропередачи и всего комплекса оборудования: генераторов, трансформаторов, коммутационной аппаратуры, компенсирующих устройств и др. В значительной мере решение этой задачи обеспечивается надежной работой электрических систем и оборудования при постоянно воздействующих на изоляцию рабочих напряжениях или кратковременно возникающих перенапряжениях. Изоляция электрических установок должна быть вполне надежной при воздействии рабочего напряжения (переменного или постоянного) и должна противостоять всем видам перенапряжений. С другой стороны, возможно ограничение перенапряжений с целью снижения уровней изоляции. Обе указанные проблемы являются основными в технике высоких напряжений. Соответственно в курсе «Изоляция и перенапряжения в электрических системах» изучаются вопросы, относящиеся к конструированию, технологии изготовления, испытаниям и эксплуатации изоляции электрических установок и причинам возникновения перенапряжений в электрических сетях и методам их ограничения, т.е. координация изоляции. Под уровнем изоляции понимают значения испытательных напряжений, которые эти элементы сетей выдерживают без повреждения. Испытательные напряжения, в свою очередь, выбирают исходя из тех воздействующих перенапряжений, которым подвергаются элементы сети в процессе эксплуатации. Важным вопросом в курсе является изучение форм и величин перенапряжений и разработка способов их ограничения до уровней, при которых нарушения изоляционных элементов сетей становятся редким явлением, в той мере, в которой это диктуется технико-экономическими соображениями. Структура курса со связями между разделами показана графически на рис. 1.
Рис. 1. Структура курса «Изоляция и перенапряжения В электрических системах» Изоляция электрических установок постоянно находится под воздействием рабочего напряжения. Среднее междуфазное напряжение установки называется номинальным напряжением. Шкала номинальных напряжений линий электропередачи и оборудования приведена в табл. 1. В эксплуатации напряжения отличаются от номинального вследствие падений напряжений на элементах установки, вызываемыми проходящими токами, и регулирования напряжения источников. Местные распределительные сети (воздушные и кабельные) рассчитаны на напряжение до 35 кВ. Средние напряжения 110…220 кВ используются в районных сетях, по которым передаются мощности на расстояния от нескольких десятков до 100…150 км. Диапазон напряжений 330 кВ и выше относится к сверхвысоким напряжениям (СВН) и электрическая энергия передается по ним на расстояния до 1000 км. В табл. 1 указаны наибольшие рабочие напряжения, допустимые на оборудовании данного номинального напряжения. Ограничение накладывается изоляцией оборудования, а также насыщением магнитопроводов трансформаторов (силовых и измерительных). Допустимые рабочие напряжения на изоляции линий рассчитываются, исходя из условия загрязнения воздуха в районе прохождения линии. Допустимые рабочие напряжения на линиях ограничиваются также допустимыми потерями на корону и уровнем радиопомех при коронировании. В нормальных рабочих режимах на изоляцию воздействует фазное напряжение. В переходных режимах, возникающих при включениях и отключениях элементов сети, коротких замыканиях и в некоторых схемах, в основном при одностороннем включении линий, в установившихся режимах возникают так называемые внутренние перенапряжения. При грозовых разрядах в сетях возникают атмосферные перенапряжения. Термином «перенапряжения» обычно обозначают повышения напряжения, которые могут представлять опасность для изоляции. Так как возможность нарушения изоляции зависит от состояния самой изоляции, то нельзя указать определенной нижней границы, при которой повышение напряжения становится перенапряжением, и, следовательно, термин перенапряжение имеет качественный характер. Величины перенапряжений характеризуются их кратностью по отношению к Uф: k = Uпер/Uф. Кратность внутренних перенапряженийявляется произведением двух коэффициентов: Kп = kудkу, где kуд – ударный коэффициент, представляет собой отношение максимального напряжения переходного процесса к установившемуся напряжению (вынужденной составляющей переходного процесса); kу – отношение установившегося напряжения к наибольшему рабочему фазному напряжению. Чем выше номинальное напряжение сети, тем меньшее значение кратности k нормируется для изоляции. Это объясняется тем, что с ростом k растет и доля стоимости изоляции в общей стоимости оборудования и линий, и для их удешевления необходимо снижение уровня допустимых перенапряжений. Для развития перенапряжений существенное значение имеет режим нейтрали системы. Системы могут иметь эффективно заземленную, изолированную или резонансно-заземленную нейтраль. Воздушные промежутки и изоляторы, электрические характеристики которых зависят от атмосферных условий, относят к внешней изоляцииэлектроустановок, авнутренняя изоляция электрооборудования практически не подвержена влиянию атмосферных условий. Эта изоляция обмоток трансформаторов и электрических машин, изоляция кабелей, герметизированная изоляция вводов и силовых конденсаторов, изоляция между контактами выключателя в отключенном состоянии и т.д. Внутренняя изоляция представляет собой обычно комбинацию твердого и жидкого диэлектриков (например, в трансформаторах) или твердого и газообразного диэлектриков (например, в кабелях). Применяется также изоляция и одного вида. Особенностью внутренней изоляции является старение, т.е. ухудшение электрических характеристик изоляции в процессе эксплуатации. Очень трудно предотвратить возникновение в изоляции микроскопических разрядов. Например, вследствие изменения температурного режима, вызванного колебаниями тока нагрузки, в бумажно-масляной изоляции кабеля образуются газовые пузырьки, в которых возникают частичные разряды. На острых кромках электродов, на крепежных деталях аппаратуры возникает коронный разряд. Под действием этих микроскопических разрядов изоляция разрушается, химически разлагается, загрязняясь продуктами разложения. Вследствие диэлектрических потерь изоляция нагревается. При затрудненном теплоотводе, что характерно для монолитной изоляции, такой, как твердая, чрезмерный нагрев может привести к тепловому пробою изоляции. Возможности теплоотвода или даже специального охлаждения приходится учитывать при проектировании внутренней изоляции. Пробой твердой или комбинированной изоляции – явление необратимое. Жидкая и газовая изоляция самовосстанавливаются, однако, пробои приводят к ухудшению их характеристик. Электрическая прочность как внутренней, так и внешней изоляции зависит от формы воздействующего напряжения. Не вдаваясь в детали, можно сказать, что пробивное напряжение изоляции тем выше, чем короче время воздействия напряжения. Такую же зависимость от времени имеют и сами воздействующие напряжения: чем меньше время воздействия, тем они больше. Координация изоляции Ответ: Координация изоляции — это согласование уровня изоляции (электрической прочности изоляции) электрооборудования с напряжениями, которые могут возникать на его зажимах в эксплуатации. При этом согласовании следует учитывать расходы на мероприятия по ограничению перенапряжений до того или иного уровня, зависимость стоимости электрооборудования от уровня его изоляции, убытки, вызываемые перерывами в электроснабжении или повреждением электрооборудования и т.д. В идеале координация изоляции должна основываться на всесторонних данных о воздействующих на электрооборудование перенапряжениях, электрической прочности изоляции и экономических факторах с учетом статистического характера распределения перенапряжений и выдерживаемого изоляцией напряжения. Практически одна сторона проблемы координации изоляции заключается в анализе факторов и условий, от которых зависят перенапряжения на зажимах электрооборудования, в выборе определенных условий в качестве основы для стандартизации уровней изоляции, в нормировании этих уровней — испытательных напряжений электрооборудования. Другая сторона проблемы — решение вопросов, возникающих в тех случаях, когда имеют место случаи воздействия перенапряжений, отличных от принятых для стандартизации. Задача заключается в изыскании дополнительных средств ограничения перенапряжений до уровня, допустимого для стандартизованных испытательных напряжений электрооборудования. Для защиты от коммутационных перенапряжений и волн атмосферных перенапряжений, набегающих с ВЛ, на ПС необходимо проведение соответствующих расчетов и определения технических требований к ОПН. Требования надежного электроснабжения потребителей определяют необходимость исследования режимов работы электрических систем, приводящих к повреждению электрооборудования, с целью разработки мероприятий по их предотвращению и ликвидации. Одной из причин возникновения таких режимов являются феррорезонансные явления. Феррорезонансные явления возникают в результате взаимодействия нелинейных индуктивностей намагничивания магнитопроводов трансформаторов с емкостями электрооборудования электрических систем. Они появляются в электрических сетях при оперативных переключениях, неполнофазных включениях и перемежающихся дуговых замыканиях на землю. При протекании феррорезонансных явлений возникают длительные перенапряжения на шинах распределительных устройств, опасные для разрядников и ограничителей перенапряжений, и токовые перегрузки обмоток электромагнитных трансформаторов, под действием которых повреждается изоляция и образуются межвитковые замыкания. Это приводит к взрывам трансформаторов и пожарам в распределительных устройствах электрических станций и подстанций. Для разработки обоснованных технических решений по предотвращению феррорезонансных перенапряжений, в том числе при неполнофазных режимах, и высокочастотных коммутационных перенапряжений, на ПС необходимо провести расчеты возможности возникновения феррорезонанса. При проектировании новых или реконструкции существующих воздушных линий 110-750 кВ возникает необходимость в проведение расчетов по определению резонансной частоты рядом следующей ВЛ (оборудованной компенсирующими устройствами, например, шунтирующими реакторами) для защиты первичного оборудования и персонала от резонансных перенапряжений, а также наведенного напряжения. Наша компания готова предоставить свои услуги по расчету перенапряжений в сетях любого класса напряжений, возникающих при коммутационных операциях, аварийных режимах и молниевых разрядах, с целью определения требований к техническим характеристикам ОПН; расчеты возможности возникновения феррорезонанса, а также проверке возможности развития резонансных перенапряжений с учетом необходимого именно Вам объема работ, Ваших пожеланий и с соблюдением требований всех нормативных документов в короткие сроки и по приемлемым ценам. Обращаем Ваше внимание на то, что совместно с работами по координации изоляции и расчету возможности возникновения феррорезонанса часто выполнятся работы по экспериментально-расчетному определению ЭМО, проектированию систем заземления и молниезащиты, в том числе активной молниезащиты, повышению грозоупорности ВЛ и ПС, определению параметров качества электропитания, измерению сопротивления изоляции электрических аппаратов и вторичных цепей, замеру сопротивления петли «фаза-нуль» и тепловизионному контролю. Физическое состояние газов Ответ: Основными параметрами, определяющими состояние газа, являются давление, температура и плотность или удельный объем. Давление газа p обусловлено суммой сил ударов беспорядочно движущихся молекул газа о стенки сосуда, занятого этим газом, и численно равно величине нормальной составляющей силы, действующей на единицу поверхности, с которой соприкасается газ. p = F/f (II.1) Здесь F - нормальная составляющая силы; f - площадь, на которую действует сила. Основными единицами измерения давления являются: в системе единиц МКГСС (метр, килограмм-сила, секунда) - килограмм-сила на квадратный метр (кгс/м2); в Международной системе единиц СИ - ньютон на квадратный метр (н/м2). Под ньютоном понимается сила, сообщающая находящейся в состоянии покоя массе в 1 кг ускорение 1 м/сек2, т. е. 1 н = 1 кг ∙ 1 м/сек2. В практике газоснабжения часто применяются внесистемные единицы измерения давления: килограмм-сила на квадратный сантиметр (кгс/см2), миллиметр водяного столба (мм вод. ст.), миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.). 1 кгс/см2 = 10000 кгс/м2 = 10000 мм вод. ст. = 735, 56 мм рт. ст. = 98066, 5 н/м2. Воздух земной атмосферы своей массой оказывает на поверхность Земли и окружающие предметы давление, называемое атмосферным, или барометрическим. Величина его в значительной мере зависит от высоты места измерения и температуры воздуха. На уровне моря при температуре 0 ˚ C барометрическое давление равно 760 мм рт. ст. Такое давление называют нормальным атмосферным давлением. 760 мм рт. ст. = 10330 мм вод. ст. = 1, 033 кгс/см2. Виды ионизации газов Ответ: Ударная ионизация в газе, характеризуемая коэффициентом ионизации α, является в электрическом поле основным поставщиком свободных электронов. Вместе с тем на условия развития разряда могут оказывать влияние и даже стать определяющими и другие механизмы ионизации молекул и атомов. К их числу относятся фотоионизация и термоионизация. Источником ионизирующего излучения может быть внешнее излучение, но таким источником может быть и сам газовый разряд, в котором фотоны образуются при возвращении в исходное состояние возбужденных атомов и молекул. Возникающие фотоны поглощаются газом, причем механизм фотопоглощения чрезвычайно разнообразен и зависит от энергии фотона и структуры молекулы. Наибольшее практическое значение для развития разряда имеет поглощение фотона с последующей ионизацией молекулы — фотоионизация. Для осуществления фотоионизации нужно, чтобы энергия фотона hν ≥ Wи. Молекулярные газы для фотоионизации требуют ультрафиолетового или мягкого рентгеновского излучения. При ультрафиолетовом излучении атом ионизуется путем выбивания одного из самых внешних электронов. Рентгеновское излучение взаимодействует преимущественно с более сильно связанными внутренними электронами. Если в газе имеются молекулы разных сортов, отличающиеся разными значениями энергий ионизации и возбуждения, и если энергия электронного возбуждения одних молекул больше энергии ионизации других, то при девозбуждении молекул одного сорта может происходить фотоионизация молекул другого сорта, что имеет место, например, в воздухе при развитии разряда. При повышении температуры газа до нескольких тысяч градусов возможно осуществление целого ряда реакций, в результате которых образуются положительные ионы и электроны. При высокой температуре за счет большой кинетической энергии частиц возможны неупругие столкновения между собой нейтральных молекул, которые приводят к возбуждению и диссоциации сталкивающихся частиц. В последнем случае молекула распадается на составляющие ее атомы или группы атомов, причем продукты диссоциации, обладающие чаще всего более низкими энергиями ионизации, чем сложная молекула, претерпевают ионизацию при последующих столкновениях. В смесях газов, таких как воздух, при возвращении термически возбужденных молекул одного сорта (азота) в основное состояние происходит излучение с последующим поглощением фотонов молекулами другого сорта (кислорода), в результате чего также может быть ионизация. Таким образом под термической ионизацией понимается целая совокупность процессов, приводящих к ионизации при высокой температуре газа. Интенсивность термической ионизации характеризуют степенью ионизации m, равной отношению числа (концентрации) ионизованных частиц в единице объема газа nи к числу (концентрации) всех частиц в единице объема — n, так что m = nи/n. Если газ находится в условиях теплового равновесия, когда средняя тепловая энергия частиц разного сорта (нейтральных молекул, электронов, ионов) одинакова, то для определения степени ионизации m по известной температуре Т можно пользоваться уравнением Саха: Образование отрицательных ионов и рекомбинация заряженных частиц Ответ: При достаточно низких температурах в продуктах сгорания возможно образование отрицательных ионов за счет процесса " прилипания" свободного электрона к нейтральному атому или молекуле. Химическое уравнение этой реакции будет
Роль конденсированных частиц: В ряде работ экспериментально установлена аномально высокая ионизация пламен углеродсодержащих систем, которая не может быть объяснена с помощью формулы Саха, так как потенциалы ионизации газообразных продуктов сгорания достаточно высоки, а температуры пламен таких систем довольно низкие (1500–2000 К). В работе [11, с. 729-736] доказано, что аномально высокая ионизация, наблюдаемая в продуктах сгорания, может быть объяснена термоэмиссией электронов поверхности конденсированных (в частности, углеродных) частиц, которая сильно может влиять на электрические свойства пламен. Формула Саха может быть обобщена на случай процессов ионизации и захвата электронов конденсированными частицами Р, т.е. процессов типа
Рекомбинация заряженных частиц определяет ионный состав, степень ионизации и характер распада низкотемпературной плазмы. Процессы такого рода имеют огромную важность в атмосфере, газоразрядной плазме, молекулярных лазерах, лампах высокого давления, плазмохимических технологиях и пр. Превалирующий химический механизм рекомбинации определется температурой и давлением в плазме и ее ионным составом. Эксперты компании Кинтех Лаб, основываясь на многолетнем опыте исследований в области низкотемпературной плазмы, разработали эффективные методики определения констант скоростей рекомбинации заряженных частиц. Константы скоростей взаимной ион-ионной нейтрализации в парных столкновениях рассчитываются на основе модифицированной теории Ландау-Зенера. Константы скоростей ион-ионной нейтрализации в трехчастичных столкновениях рассчитываются с использованием упрощенного подхода, основанного на временной иерархии различных стадий этого процесса. Подобный подход также используется при расчетах трехчастичной электрон-ионной рекомбинации. Расчеты коэффициента диссоциативной рекомбинации проводятся с использованием результатов квантово-химических расчетов параметров (ширин и энергий) авто-ионизованных состояний возбужденной квази-молекулы, участвующей в этом процесе. · Нейтрализация ионов в парных столкновениях · Нейтрализация ионов в тройных столкновениях · Диссоциативная рекомбинация электрона и молекулярного иона · Трехчастичная электрон-ионная рекомбинация Ответ:
Изоляция силовых кабелей. Ответ: Изоляция СИЛОВЫХ кабелей обеспечивает необходимую электрическую прочность токопроводящих жил по отношению друг к другу и к заземлённой оболочке (земле). По виду изоляции и оболочки различают кабели: с пропитанной бумажной изоляцией в металлической оболочке; с бумажной изоляцией, пропитанной нестекающим составом, в металлической оболочке; с пластмассовой изоляцией в пластмассовой или металлической оболочке; с резиновой изоляцией в пластмассовой, резиновой или металлической оболочке. Пластмассовая изоляция подразделяется на поливинилхлоридную и полиэтиленовую. Изоляция кабелей с бумажной пропитанной изоляцией состоит из лент кабельной бумаги, пропитанной маслоканифольным составом. В кабелях на напряжение 1-10 кВ каждая фаза изолируется отдельно, а затем поверх скрученных изолированных жил накладывается общая — поясная изоляция. Промежутки между изолированными жилами заполняют заполнителями. Бумажная пропитанная изоляция — это многослойная изоляция из лент кабельной бумаги, наложенных в виде обмотки, и изоляционного пропиточного состава. Для изоляции силовых кабелей напряжением до 10 кВ применяют однослойную кабельную бумагу по ГОСТ 23436-83 марок К-080, К-120, К-170 (толщина бумаги 0, 08; 0, 12 и 0, 17 мм, соответственно). В зависимости от вязкости пропиточного состава кабели с бумажной изоляцией могут быть изготовлены с вязким пропиточным, с обеднённо-пропиточным и с нестекающим пропиточным составом. Изоляция силовых вводов. Ответ: Испытания маслонаполненных вводов делятся на приемо-сдаточные, проводимые в процессе монтажа электроустановки; испытания при капитальном ремонте электрооборудования и межремонтные испытания, которые не связаны с выводом электрооборудования из работы для ремонта. Испытания должны проводиться с соблюдением требований, изложенных в правилах техники безопасности, с применением приборов, обеспечивающих необходимую точность измерения, и в объеме, определяемом конструкцией ввода. При измерении характеристик изоляции вводов должны учитываться случайные и систематические погрешности, обусловленные: погрешностями измерительных приборов; дополнительными емкостями и индуктивными связями между элементами измерительной схемы; воздействием температуры; влиянием внешних электромагнитных и электростатических полей на измерительное устройство; погрешностями метода и т. п. Температура внутренней изоляции маслонаполненных вводов определяется с учетом следующих факторов: за температуру изоляции ввода, установленного на масляном выключателе или на нагретом силовом трансформаторе, принимается температура окружающей среды или температура масла в баке аппарата; В объем испытаний вводов входит: измерение сопротивления изоляции, измерение тангенса угла диэлектрических потерь, испытание повышенным напряжением, проверка герметичности уплотнений, проверка манометра. Объем испытаний вводов может существенно меняться в зависимости от конструктивного исполнения ввода и вида его внутренней изоляции. Измерение сопротивления изоляции производится мегаомметром на напряжение 1000—2500 В у маслонаполненных вводов конденсаторного типа с бумажно- масляной изоляцией для различных зон изоляции по схемам. Токи молнии Ответ: Основными параметрами, характеризующими ток молнии, являются максимальное значение импульса тока, крутизна фронта тока молнии, длительность фронта импульса и длительность полного импульса, которая равна времени уменьшения тока до половины максимального значения. Длительность импульса тока молнии в основном определяется временем распространения обратного разряда от земли до облака и составляет от 20 до 80—100 мкс. Наиболее часто встречающиеся в разрядах молнии длительности фронта импульса тока составляют 1, 5—10 мкс. Средняя длительность импульса тока молнии близка к 50 мкс, что и определило выбор стандартного полного грозового импульса напряжения, применяемого для испытания электрической прочности изоляции оборудования, который возникает на изоляции при ударе молнии и который она должна выдерживать без повреждения. Скорость нарастания тока на фронте импульса называется крутизной фронта и измеряется числом ампер в одну микросекунду. В горных местностях амплитудные значения токов молнии снижаются примерно в 2 раза по сравнению с амплитудными значениями в равнинных местностях. Это объясняется уменьшением расстояния от земли до облаков. При меньших расстояниях молнии возникают при меньших скоплениях зарядов на облаках, что ведет к снижению амплитудных значений токов молнии. Воздействие тока молнии Ответ: Токи молнии при прохождении через пораженные объекты оказывают на них электромагнитные, тепловые и механические воздействия. Проходя по проводникам, они выделяют количество тепла, которое способно расплавить проводник небольших сечений (телеграфные провода, плавкие предохранители). Ток молнии /м, кА, вызывающий нагревание проводника до температуры плавления или испарения, Минимальное сечение проводника (токоотвода), обеспечивающее его целостность при прохождении тока молнии, обычно принимается равным 28 мм2. Стальной проводник с таким сечением всего за десятки микросекунд нагревается до нескольких сотен градусов при наибольших значениях тока молнии, но не расправляется.При соприкосновении канала молнии с металлом он может выплавляться на глубину 3—4 мм. Наблюдающиеся в эксплуатации случаи обрывов отдельных проволок у грозозащитных тросов на линиях электропередачи могут происходить от пережога их молнией в месте соприкосновения ее канала с тросом. Поэтому стальные молниеприемники, которые должны противостоять термическим воздействиям канала молнии, имеют большие, чем у токоотводов, сечения: 35 мм2 у грозозащитных тросов и не менее 100 мм2 у стержневых молниеотводов. При соприкосновении канала молнии с деревом, соломой, газообразной или жидкой горючей средой они могут воспламеняться и вызывать пожары. Механические воздействия тока молнии проявляются в расщеплениях деревьев, в разрушении каменных и кирпичных строений и пр. Расщепление деревянных опор линий электропередачи происходит вследствие того, что ток молнии, проходя по волокнам древесины, вызывает в ней интенсивное паро- и газовыделение, которое создает высокое давление внутри древесины и разрывает ее. При дожде расщепление древесины слабее, а без дождя сильнее. Это объясняется тем, что смоченная поверхность древесины имеет большую проводимость и ток молнии проходит преимущественно по поверхности и меньше повреждает древесину. Расщепление древесины опор часто ограничивается вырыванием лент толщиной 2—3 см и шириной до 5 см, а иногда стойки и траверсы опор молния раскалывает пополам, при этом болты и крючья изоляторов выскакивают и падают на землю. Известен такой случай, когда молния, ударившая в старый тополь высотой 30 м и обхватом в 3 м, разбила его на мелкие куски. При прохождении через щели и узкие отверстия токи молнии также создают значительные разрушающие усилия. Примером этого могут служить случаи разрушения молнией трубчатых разрядников на линиях электропередачи. После прохождения токов молнии в диэлектриках (каменные, кирпичные постройки) между остающимися зарядами возникают электростатические силы, имеющие ударный характер, которые приведут к разрушению каменных и кирпичных построек. В стадии главного разряда ток молнии посредством возникшего электромагнитного поля индуцирует напряжение на проводах и проводящих конструкциях электроустановок вблизи места удара, а, проходя через заземленные объекты, создает падения напряжения, которые достигают сотен и даже тысяч киловольт. Грозовые разряды происходят как между облаком и землей, так и между облаками. Разряды, происходящие между облаками, не представляют опасности для электроустановок. Разряды, поражающие землю, опасны для людей, животных, а также наземных сооружений. Явление шаровой молнии Ответ: Шарова́ я мо́ лния — светящийся плавающий в воздухе шар, уникально редкое природное явление, единой физической теории возникновения и протекания которого к настоящему времени не представлено. Существуют около 400 теорий, объясняющих явление, но ни одна из них не получила абсолютного признания в академической среде. В лабораторных условиях похожие, но кратковременные явления удалось получить несколькими разными способами, но вопрос о единственной природе шаровой молнии остаётся открытым. По состоянию на конец XX века не было создано ни одного опытного стенда, на котором это природное явление искусственно воспроизводилось бы в соответствии с описаниями очевидцев шаровой молнии.Широко распространено мнение, что шаровая молния — явление электрического происхождения, естественной природы, то есть представляет собой особого вида молнию, существующую продолжительное время и имеющую форму шара, способного перемещаться по непредсказуемой, иногда удивительной для очевидцев траектории.Традиционно достоверность многих свидетельств очевидцев шаровой молнии остаётся под сомнением, в том числе: по самому факту наблюдения хоть какого-то явления; факту наблюдения именно шаровой молнии, а не какого-то другого явления; отдельных подробностей приводимых в свидетельстве очевидца явления.Сомнения в достоверности многих свидетельств осложняют изучение явления, а также создают почву для появления разных спекулятивно-сенсационных материалов, якобы связанных с этим явлением.Шаровая молния обычно появляется в грозовую, штормовую погоду; зачастую, но не обязательно, наряду с обычными молниями. Но имеется множество свидетельств её наблюдения в солнечную погоду. Чаще всего она как бы «выходит» из проводника или порождается обычными молниями, иногда спускается с облаков, в редких случаях — неожиданно появляется в воздухе или, как сообщают очевидцы, может выйти из какого-либо предмета (дерево, столб).В связи с тем, что появление шаровой молнии как природного явления происходит редко, а попытки искусственно воспроизвести его в масштабах природного явления не удаются, основным материалом для изучения шаровых молний являются свидетельства неподготовленных к проведению наблюдений случайных очевидцев, тем не менее некоторые свидетельства очень подробно описывают шаровую молнию и достоверность этих материалов не вызывает сомнений. В некоторых случаях современные очевидцы произвели фото и/или видеосъёмку явления. Молниеотводы и заземлители Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-05-03; Просмотров: 965; Нарушение авторского права страницы
(1.59) где а- – отрицательный ион; I- – энергия сродства к электрону. Тогда уравнение закона действия масс примет вид 
(1.60). Формула Саха для отрицательных ионов будет выглядеть следующим образом: 
(1.61). Образование значительных количеств отрицательных ионов вследствие процесса " прилипания" возможно, если в продуктах сгорания наряду с частицами, обладающими большим сродством к электрону присутствуют другие частицы, которые легко ионизируются и таким образом поставляют необходимые электроны. Действительно, согласно формуле (1.61), чтобы отношение са-/са было большим, должно быть велико се-, а Т – мала. Сродство к электрону некоторых атомов, молекул и радикалов представлено в табл. 1.8. Таблица 1.8 Энергия сродства I частиц к электрону
(1.62) где т – целые числа, выражающие заряд конденсированной частицы в единицах заряда электрона; причем т > 0 обозначает положительный заряд, т = 0 соответствует нейтральным частицам, а т < 0 – частицам с отрицательным зарядом. Согласно материалам 12 Международного симпозиума по горению (Питтсбург, 1969) равновесная концентрация электронов, получаемая в результате многократной ионизации субмикроскопических твердых образований типа углеродных частиц в пламенах, равна 
где j0 – работа выхода электрона, зависящая от вещества конденсированной частицы; r – радиус частиц; ср – концентрация частиц Р; ze – заряд электрона. С помощью формулы можно оценить влияние конденсированной фазы на электрофизические характеристики пламен. Она справедлива при высоких степенях ионизации конденсированных частиц. Интересно отметить, что потенциал ионизации атомов углерода – 11, 256 эВ, а работа выхода электрона из графитовых частиц – всего -4 эВ, т.е. в некоторых системах конденсированная фаза продуктов сгорания может более эффективно поставлять свободные электроны, чем газовая фаза. Расчет концентрации электронов в пламенах при наличии конденсированных частиц осложняется недостаточной информацией о работах выхода электрона, концентрациях и функциях распределения конденсированных частиц по размерам.
