Сколько вольт пробивает 1 см воздуха
Перейти к содержимому

Сколько вольт пробивает 1 см воздуха

  • автор:

Безопасное расстояние от провода и длина пробоя

Plazmoid

Просмотр профиля

4.2.2012, 10:16

Группа: Пользователи
Сообщений: 14
Регистрация: 25.1.2012
Пользователь №: 25870

известно что максимально допустимое расстояние до провода с напряжением 27-35кВ составляет около двух метров.
До пустим идет провод, неизолированный. Напряжение на проводе 35кВ. идет человек по токопроводящей поверхности в проводящих ботинках.
При каком расстоянии от провода вспыхнет дуга? условия- 1) воздух чистый. 2)воздух влажный или пыльный (пыль токопроводящая)

Справочники разные смотрел ничего вразумительного не нашел — расстояния пробоя колеблются от нескольких сантиметров до чуть ли не полуметра

знаю человека который испытывал какую то высоковольтную установку- у него при 25кВ пробивало 10см между выводами.
Умножитель напряжения от допотопного советского телевизора (27кВ) дает искру 5-7см

Сообщение отредактировал Plazmoid — 4.2.2012, 10:16

Электрическая прочность изоляции. Примеры расчетов

Электрическая прочность изоляции. Примеры расчетов

При постепенном увеличении напряжения U между проводниками, разделенными диэлектриком (изоляцией), например пластинами конденсатора или проводящими жилами кабеля, увеличивается интенсивность (напряженность) электрического поля в диэлектрике. Напряженность электрического поля в диэлектрике увеличивается также при уменьшении расстояния между проводниками.

При определенной напряженности поля в диэлектрике возникает пробой, образуется искра или дуга и в цепи появляется электрический ток. Напряженность электрического поля, при которой происходит пробой изоляции, называется электрической прочностью Eпр изоляции.

Электрическая прочность изоляции определяется как напряжение, приходящееся на 1 мм толщины изоляции, и измеряется в В/мм (кВ/мм) или кВ/см. Например, электрическая прочность воздуха между гладкими пластинами равна 32 кВ/см.

Напряженность электрического поля в диэлектрике для случая, когда проводники имеют форму пластин или лент, разделенных равномерным промежутком (например, в бумажном конденсаторе), рассчитывается по формуле

где U – напряжение между проводниками, В (кВ); d – толщина слоя диэлектрика, мм (см).

1. Какова напряженность электрического поля в воздушном зазоре толщиной 3 см между пластинами, если напряжение между ними U=100 кВ (рис. 1)?

Электрическая прочность изоляции. Примеры расчетов

Напряженность электрического поля равна: E=U/d=100000/3=33333 В/см.

Такая напряженность превышает электрическую прочность воздуха (32 кВ/см), и есть опасность возникновения пробоя.

Опасность пробоя при неизменном напряжении можно предотвратить увеличением зазора, например, до 5 см или применением другой более прочной изоляции вместо воздуха, например электрокартона (рис. 2).

Электрокартон имеет диэлектрическую проницаемость ε=2 и электрическую прочность 80000 В/см. В нашем случае напряженность электрического поля в изоляции равна 33333 В. Эту напряженность воздух не выдерживает, в то время как электрокартон в этом случае имеет запас по электрической прочности 80000/33333=2,4, так как электрическая прочность электрокартона в 80000/32000=2,5 раза больше, чем воздуха.

2. Какова напряженность электрического поля в диэлектрике конденсатора толщиной 3 мм, если конденсатор включен на напряжение U=6 кВ?

3. Диэлектрик толщиной 2 мм пробило при напряжении 30 кВ. Какова была его электрическая прочность?

E=U/d=30000/0,2=150000 В/см =150 кВ/см. Такой электрической прочностью обладает стекло.

4. Зазор между пластинами конденсатора заполнен слоями электрокартона и слоем слюды одинаковой толщины (рис. 3). Напряжение между пластинами конденсатора U=10000 В. Электрокартон имеет диэлектрическую проницаемость ε1=2, а слюда ε2=8. Как распределится напряжение U между слоями изоляции и какую напряженность будет иметь электрическое поле в отдельных слоях?

электрическая прочность электрокартона

Напряжения U1 и U2 на одинаковых по толщине слоях диэлектриков не будут равны. Напряжение конденсатора разделится на напряжения U1 и U2, которые будут обратно пропорциональны диэлектрическим проницаемостям:

U1/U2 =ε2/ε1 =8/2=4/1=4;

Так как U=U1+U2, то имеем два уравнения с двумя неизвестными.

Первое уравнение подставим во второе: U=4∙U2+U2=5∙U2.

Отсюда 10000 В =5∙U2; U2=2000 В; U1=4∙U2=8000 В.

Хотя слои диэлектриков имеют одинаковую толщину, нагружены они неодинаково. Диэлектрик с большей диэлектрической проницаемостью менее нагружен (U2=2000 В), и наоборот (U1=8000 В).

Напряженность электрического поля E в слоях диэлектриков равна:

E1=U1/d1 =8000/0,2=40000 В/см;

E2=U2/d2 =2000/0,2=10000 В/см.

Неодинаковость диэлектрической проницаемости приводит к увеличению напряженности электрического поля. Если бы весь зазор был заполнен только одним диэлектриком, например слюдой или электрокартоном, напряженность электрического поля была бы меньше, так как она была бы распределена по всему зазору совершенно равномерно:

E=U/d=(U1+U2)/(d1+d2 )=10000/0,4=25000 В/см.

Поэтому необходимо избегать применения сложной изоляции с сильно различающимися диэлектрическими проницаемостями. По той же причине опасность возникновения пробоя увеличивается при образовании в изоляции воздушных пузырей.

5. Определить напряженность электрического поля в диэлектрике конденсатора из предыдущего примера, если толщина слоев диэлектриков неодинакова. Электрокартон имеет толщину d1=0,2 мм, а слюда d2=3,8 мм (рис. 4).

напряженность электрического поля в диэлектрике конденсатора

Напряженность электрического поля распределится обратно пропорционально диэлектрическим проницаемостям:

Так как E1=U1/d1 =U1/0,2, а E2=U2/d2 =U2/3,8, то E1/E2 =(U1/0,2)/(U2/3,8)=(U1∙3,8)/(0,2∙U2 )=19∙U1/U2.

Отсюда E1/E2 =4=19∙U1/U2, или U1/U2 =4/19.

Сумма напряжений U1 и U2 на слоях диэлектриков равна напряжению источника U: U=U1+U2; 10000=U1+U2.

Так как U1=4/19∙U2, то 10000=4/10∙U2+U2=23/19∙U2; U2=190000/23=8260 В; U1=U-U2=1740 В.

Напряженность электрического поля в слюде E2∙8260/3,8≈2174 В/см.

Слюда обладает электрической прочностью 80000 В/мм и выдержит такую напряженность.

Напряженность электрического поля в электрокартоне E1=1740/0,2=8700 В/мм.

Электрокартон не выдержит такой напряженности, так как его электрическая прочность равна всего 8000 В/мм.

6. К двум металлическим пластинам, находящимся друг от друга на расстоянии 2 см, подключено напряжение 60000 В. Определить напряженность электрического поля в воздушном зазоре, а также напряженность электрического поля в воздухе и стекле, если в зазор введена стеклянная пластина толщиной 1 см (рис. 5).

напряженность электрического поля в воздушном зазоре

Если между пластинами находится только воздух, напряженность электрического поля в нем равна: E=U/d=60000/2=30000 В/см.

Напряженность поля близка к электрической прочности воздуха. Если в зазор ввести стеклянную пластину толщиной 1 см (диэлектрическая проницаемость стекла ε2=7), то E1=U1/d1 =U1/1=U1; E2=U2/d2 =U2/1=U2; E1/E2 =ε2/ε1 =7/1=U1/U2 ;

U1=7∙U2; U1=60000-U2; 8∙U2=60000; U2=7500 В; E2=U2/d2 =7500 В/см.

Напряженность электрического поля в стекле E2=7,5 кВ/см, а его электрическая прочность 150 кВ/см.

В этом случае стекло имеет 20-кратный запас прочности.

Для воздушной прослойки имеем: U1=60000-7500=52500 В; E1=U1/d1 =52500 В/см.

Напряженность электрического поля в воздушной прослойке в этом случае больше, чем в первом, без стекла. После внесения стекла вся комбинация имеет меньшую прочность, чем один воздух.

Опасность пробоя возникает и тогда, когда толщина стеклянной пластины равна зазору между проводящими пластинами, т. е. 2 см, так как в зазоре неизбежно останутся тонкие промежутки воздуха, которые будут пробиты.

Электрическую прочность промежутка между проводниками, находящимися под высоким напряжением, следует усиливать материалами, имеющими малую диэлектрическую проницаемость и большую электрическую прочность, например, электрокартоном с ε=2. Следует избегать комбинаций из материалов с большой диэлектрической проницаемостью (стекло, фарфор) и воздуха, который следует заменять маслом.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Сколько вольт пробивает 1 см воздуха

Текущее время: Вт май 07, 2024 10:21:40

Часовой пояс: UTC + 3 часа

Напряжение пробоя воздуха.

Страница 1 из 2 [ Сообщений: 25 ] На страницу 1 , 2 След.

Заголовок сообщения: Напряжение пробоя воздуха.
Добавлено: Пн фев 20, 2012 17:35:13

Грызет канифоль

подскажите, каково напряжение пробоя сухого воздуха, а то почему-то везде встречаю разные значения — от 1Кв/мм до 3.5.

Заголовок сообщения: Re: Напряжение пробоя воздуха.
Добавлено: Пн фев 20, 2012 17:56:59

Это не хвост, это антенна

всё зависит от влажности
лично у меня 30Кв на 1 см
Заголовок сообщения: Re: Напряжение пробоя воздуха.
Добавлено: Пн фев 20, 2012 18:01:56

Грызет канифоль

а как его можно измерить?

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

Заголовок сообщения: Re: Напряжение пробоя воздуха.
Добавлено: Пн фев 20, 2012 18:10:45

Это не хвост, это антенна

возьми высоковольтный блок питания на точно извесное напряжение, сводя концы выхода определи на каком расстоянии будет образовываться разряд, вот это и есть.

Потеря емкости аккумулятора напрямую зависит от условий хранения и эксплуатации. При неправильном хранении даже самый лучший литиевый источник тока с превосходными характеристиками может не оправдать ожиданий. Технология, основанная на рекомендациях таких известных производителей литиевых источников тока, как компании FANSO и EVE Energy, поможет организовать правильный процесс хранения батареек и аккумуляторов.

Заголовок сообщения: Re: Напряжение пробоя воздуха.
Добавлено: Пн фев 20, 2012 18:19:13

Грызет канифоль

и всё-таки, а в сухом воздухе??

Компания EVE выпустила новый аккумулятор серии PLM, сочетающий в себе высокую безопасность, длительный срок службы, широкий температурный диапазон и высокую токоотдачу даже при отрицательной температуре. Эти аккумуляторы поддерживают заряд при температуре от -40/-20°С (сниженным значением тока), безопасны (не воспламеняются и не взрываются) при механическом повреждении (протыкание и сдавливание), устойчивы к вибрации. Они могут применяться как для автотранспорта (трекеры, маячки, сигнализация), так и для промышленных устройств мониторинга, IoT-устройств.

Заголовок сообщения: Re: Напряжение пробоя воздуха.
Добавлено: Пн фев 20, 2012 18:21:26

Это не хвост, это антенна

должнобыть самое большое

Заголовок сообщения: Re: Напряжение пробоя воздуха.
Добавлено: Пн фев 20, 2012 18:29:53

Грызет канифоль

Последний раз редактировалось Yarik9610 Пн фев 20, 2012 18:34:12, всего редактировалось 1 раз.

Заголовок сообщения: Re: Напряжение пробоя воздуха.
Добавлено: Пн фев 20, 2012 18:32:24

Грызет канифоль

а разве не наобоот?

Заголовок сообщения: Re: Напряжение пробоя воздуха.
Добавлено: Пн фев 20, 2012 18:53:48

Это не хвост, это антенна

тебя когда лучше долбонёт, когда с сухими руками полезеш ремантировать телевизор или с сырыми

Заголовок сообщения: Re: Напряжение пробоя воздуха.
Добавлено: Пн фев 20, 2012 19:07:52

Грызет канифоль

Заголовок сообщения: Re: Напряжение пробоя воздуха.
Добавлено: Пн фев 20, 2012 19:10:27

Это не хвост, это антенна

Ну так и во влажном воздухе тоже воздух иксра пробивать на меньшем расстоянии
Заголовок сообщения: Re: Напряжение пробоя воздуха.
Добавлено: Пн фев 20, 2012 19:11:50

Грызет канифоль

следует замететить что воздух пробивает не напряжение а напряжённость поля.
Заголовок сообщения: Re: Напряжение пробоя воздуха.
Добавлено: Пн фев 20, 2012 19:13:29

Грызет канифоль

а различия какие?
Заголовок сообщения: Re: Напряжение пробоя воздуха.
Добавлено: Пн фев 20, 2012 19:49:58

Собутыльник Кота

Yarik9610 писал(а):
а различия какие?

Очень просто:
Электрическое напряжение
Напряжённость электрического поля
Как видим это две существенно разные физические величины. Причём одна векторная, другая скалярная.

Yarik9610 писал(а):

подскажите, каково напряжение пробоя сухого воздуха, а то почему-то везде встречаю разные значения — от 1Кв/мм до 3.5.

Думаю, что различные авторы измеряли данное значение разными косвенными методами: измеряли напряжение пробоя при фиксированном расстоянии между электродами (или наоборот) в различных условиях. Затем напряжение делили на расстояние, получали якобы искомую напряженность пробоя, совершенно забывая, что на требуемую разность потенциалов электродов влияет не только расстояние между электродами, но и их форма, размеры, материал. Так же напряженность поля в пространстве между электродами разная, равно как и у поверхности электродов в различных местах.

Вообще, пробой воздуха довольно сложное явление, какие-либо количественные измерения ещё более сложны. Почитайте о том, какие бывают разновидности электрических разрядов в газах. Это довольно увлекательно и познавательно.

Какое Максимальное Напряжение Вобще Возможно?

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.

Поделиться

Последние посетители 0 пользователей онлайн

  • Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу

Объявления

Сообщения

@Rede RED есть, сплошь и рядом. и будет продолжатся всегда.

Rede RED

Я вот про что. Из 100% моих знакомых, окончивших ВУЗ,- только 2% пошли работать по специальности. А среди девчонок и этих процентов НЕТ.

У соседа в гараже, компрессор управляется этим.

Люди тут не токсичные, а вот гости зачастую. Запомните на всю жизнь — правильно поставленный вопрос — половина ответа!

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *