|
7- ma’ruza O’takuchlanish va undan himoyalanish Reja
|
| bet | 1/5 | | Sana | 12.12.2023 | | Hajmi | 402,5 Kb. | | #116376 |
Bog'liq 7- Ma\'ruza (3)
7- Ma’ruza
O’takuchlanish va undan himoyalanish
Reja:
1. Elektr sistemasi uskunalarida yuzaga keluvchi o’ta kuchlanishlarning turlari.
2. Tashqi o’ta kuchlanishlar va ularning yuzaga kelish sabablari.
3. Ichki o’ta kuchlanishlar va ularning yuzaga kelish sabablari.
4. O’ta kuchlanishdan himoya vositalari.
5. O’ta kuchlanishdan himoya apparatlari.
Elektr sistemasida tashqi o‘takuchlanishlar
Elektr sistemada tashqi o‘takuchlanishlar atmosferada kuzatiluvchi hodisalar ta’sirida yuzaga keladi. Shu sababli bunday o‘takuchlanishlar atmosfera o‘takuchlanishlari deb ham yuritiladi. Bunday o‘takuchlanishining paydo bo‘lish manbai bo‘lib bulut bilan yer yoki bulutlar orasida yashin ko‘rinishida razryadlanish hisoblanadi. Yashin elektrodlar oralig‘idagi masofa juda katta bo‘lgan holatda uchqunli razryadlanishning xususiy ko‘rinishi hisoblanadi. Olib borilgan tekshirishlar ko‘rsatadiki, yashin kanalining uzunligi o‘rtacha 5 km gacha yetishi mumkin. Ko‘p hollarda bu kanalning kattagina qismi bulutlar orasida joylashadi. Yashinli bulutda zaryadning o‘ziga xos ravishda taqsimlanishi tufayli yashin bir yo‘nalishda rivojlanayotgan bir necha razryadlardan tashkil topadi. Bunda har bir razryad lider bosqichidan rivojlanib yashinli razryad bilan tugallanadi.
Yashindan oldin bulutlarda kuchli havo oqimining paydo bo‘lishi va ularda suv bug‘ining kondensatsiyalanishi natijasida yashinli bulutlarda elektr zaryadlarining bo‘linish va yig‘ilish jarayoni kechadi.
Manfiy temperatura sohasiga yetgan suv tomchisi muzlaydi. Muzlash suv tomchisining sirti bo‘ylab rivojlanib, uning sirtida yupqa muz qatlami hosil qiladi. Muzlash paytida ajraladigan harorat suv tomchisining ichida taxminan 00 C temperaturani ta’minlaydi. Suvdagi musbat ionlar temperatura farqidan suv tomchisining sirti tomon harakatlanadi. Suv tomchisining markazi muzlaganda va uning kengayishi natijasida oldin hosil qilingan muz qatlami sinib uning musbat zaryadlangan bo‘laklari shamol ta’sirida bulutning yuqori qismi tomon olib ketiladi. Shunday qilib bulutning yuqori qismi (90% gacha) musbat zaryadlanib pastki qismi esa manfiy zaryadlangan bo‘ladi. Shu sababli odatda yashin yerga manfiy zaryad olib keladi.
Yer sharining o‘rtacha kengligida olib qaralganda umumiy yashinning 30 – 40 % qismi yerga yetib kelsa, qolgan 60 – 70% qismi har xil ishorali zaryadlangan bulutlar orasida sodir bo‘ladi.
Bulutning pastki qismida manfiy zaryadlarning konsentratsiya-lanishi tufayli bulutning yerga nisbatan balandligiga qarab elektr may-don kuchlanganligi ko‘payadi va uning qiymati yerga nisbatan bulutning balandligiga bog‘liq holda 20-24 kV/sm ga yetganda ionlanish jarayoni tufayli yerga tamon yo‘nalgan razryadlanish rivojlana boshlaydi. Birlamchi razryadning lider bosqichidagi yerga tomon tushish tezligi sm/sek bo‘lsa, navbatdagi bosqichda rivojlanayotgan razryadlanishning tezligi sm/sek teng bo‘ladi. Teskari razryadlanishning rivojlanish tezligi esa - sm/sek chegara-da o‘zgaradi.
Lider kanali har qanday strimer kanali kabi plazma bilan to‘lgan bo‘lib, u ma’lum o‘zkazuvchanlikka ega. Lider kanali o‘zining tepadagi uchi bilan birorta zaryadlangan bulutlar markazlaridan biri bilan ulangan bo‘ladi. Bu zaryadning kanalda taqsimlanishi notekis bo‘lib, u kanal oxiri tomon o‘sib boradi. Bilvosita olib borilgan o‘lchashlar zaryadning eng minimal qiymati kanalning o‘rtasida bo‘lishini ko‘rsatadi. Shunday qilib, kanal oxirida zaryadning yig‘ilishi ikkinchi darajali rolni bajaradi. Shuning uchun ayrim hisoblash ishlarini bajarishda zaryadning chiziqli zichligi doimiy, ya’ni o‘zgarmas deb qabul qilinadi. Bunda lider kanalining uzunligi l ga teng bo‘lganda u bo‘ylab tushayotgan umumiy zaryad quyidagicha aniqlanadi: . Liderning ionlanish sohasida bulut qanday ishorali zaryadlangan bo‘lsa xuddi shunday ishorali ortiqcha zaryadga ega bo‘ladi. Liderning yerga yoki uning sirtidagi birorta obyektga yaqinlashgani sari induksiyalangan zaryad va elektr maydon kuchlanganligi ortib boradi va undan teskari yo‘nalishda rivojlanayotgan liderning ishorasi birinchisinikiga nisbatan teskari ishorali bo‘ladi. Bulutdan rivojlanayotgan lider kanalining yerga yoki qarama qarshi yo‘nalgan liderga yaqinlashib borishida ular orasidagi masofa 25–100 metr bo‘lganda elektr maydon kuchlanganligi taxminan 10 kV/sm atrofida bo‘ladi. Bu oraliq juda qisqa vaqt ichida (bir necha mikrosekundlarda) teshiladi va unda 0,5 – 5 MJ energiya ajralib chiqadi. Bu energiya qizdirishga va termoionlashishga sarf bo‘ladi. Kanalning bu qismini o‘zkazuvchanligi keskin oshib ketadi va elektr maydon kuchlanganligi yuqori bo‘lgan sohasi bulutga tomon yo‘nalishda - sm/sek tezlik bilan harakatlanadi. Bu jarayonga bosh razryadlanish jarayoni deyiladi va unda liderning zaryadini neytral-lashtirish kuzatiladi. Bosh razryadlanish tokining o‘sishi (tok impulsi frontining kengayishi) lider kanalida zaryadning neytrallashuviga mos kelsa, tokning pasayishi esa liderning ionlashish sohasida zaryadning neytrallashuviga mos keladi.
Lider kanali bo‘yicha yashinning tugallanish bosqichida tezligi bir necha millisekund davomida tok kanali bo‘ylab bir necha o‘nlab va yuzlab amper tok oqib o‘tadi.
Teskari ishorali zaryadning siljishi natijasida yashin kanali nol potensialga ega bo‘ladi va kanaldagi ortiqcha zaryadlar yerga oqib o‘tadi, yashin urilgan joyda ma’lum yashin tokini hosil qiladi. Agar lider kanalida zaryadning chiziqli zichligi va teskari razryadning harakat tezligi bo‘lsa, u holda birlik vaqt ichida yerga ga teng zaryad oqib o‘tadi va yashin urilgan joyda oqib o‘tayotgan yashin toki quyidagi ifoda yordamida topiladi:
. (22.1)
Lider razryadining teskari razryadga o‘tishida kechadigan jarayon ko‘p jihatdan vertikal zaryadlangan o‘tkazgichning yerga qisqa tutashuv jarayoniga o‘xshash bo‘ladi. Bu vaqtda ma’lumki o‘tkazgich bo‘ylab yorug‘lik tezligida musbat zaryadli razryad to‘lqini tarqaladi, natijada o‘tkazgichning potensiali nolgacha pasayib, qisqa tutashuv joyida oqayotgan tok (22.1) formula bo‘yicha aniqlanadi. Agar o‘tkazgich yerga ma’lum qarshiliq orqali qisqa tutashturilganda yashin toki ushbu formula yordamida topamiz:
, (22.2)
bu yerda Z- o‘tkazgichning to‘lqin qarshiligi.
|
| |
