Pokusy s VN pri 50Hz (PTN) – čiastkové výboje

Rôzne pokusy s vysokým napätím pri frekvencií 50Hz získaného z PTN, kedy sa opäť inak správa VN. Rôzne čiastkové výboje, povrchové a kĺzavé výboje po izolantoch a pod.

      V predchádzajúcom článku som písal o PTN (Prístrojový transformátor napätia), ich zapojení a využití na rôzne pokusy s VN o frekvencií 50Hz. Takéto VN sa správa inak, ako VF vysoké napätie, kde sa prejavuje tzv. skinefekt. Pravdaže takéto pokusy sú podstatne nebezpečnejšie práve vďaka nízkej frekvencií 50Hz a dosť vysokom napätí z jedného alebo až dvoch PTN, kde som šiel s napätím až do cca >100kVp. Ja som na tieto pokusy používal PTN TDP 6.1, čo je dvojpólovo izolovaný transformátor 22000/100V s dvoma poistkami na primárnej strane. Napätie som reguloval pomocou autotransformátora a skratový prúd som obmedzoval dvoma 800W MOTmi so skratovanými sekundárnymi cievkami. Jedno PTN jeden 800W MOT, dva PTNka dva 800W MOTy paralelne. Ideálne by bolo použiť namiesto MOTov tlmivky, ale momentálne nemám žiadne vhodné doma. V prípadne použitia jednopólovo izolovaného PTN sa studený koniec musí uzemniť. Pri dvojpólovo izolovanom PTN, ktoré som používal ja sa môže uzemniť ktorýkoľvek VN výstup alebo sa nemusí uzemňovať vôbec, to závisí od daného použitia a pokusu. Ja som mal stále jednu svorku na zemi.

Čiastkové povrchové a kĺzavé výboje

      Prvé pokusy sú rôzne čiastkové výboje po izolante čo sú povrchové a kĺzavé výboje. Máme kovovú dosku v mojom prípadne kus plechu, ktorý je uzemnený. Na plechu je izolant a na izolante hrot resp. nejaká elektróda na ktorej je VN. Ja som použil DPS bez medi so sklolaminátu a kusy skla.

1. Kruhový sklolaminát s priemerom 10cm, hrúbka 2mm a kritické U_ef=20kV (U_pk=28kV) pri ktorom dochádzalo ku úplným kĺzavým výbojom do plechu.

• 
• 
• 
•  

2. Štvorcový sklolaminát so stranami 15x15cm, hrúbka 2mm a kritické U_ef=23kV (U_pk=32,5kV) pri ktorom dochádzalo ku úplným kĺzavým výbojom do plechu.

• 
• 
• 
•  

3. Tabuľa skla so stranami 15x20,8cm, hrúbka skla 4mm a kritické U_ef=25kV (U_pk=35kV) pri ktorom dochádzalo ku úplným kĺzavým výbojom do plechu.

• 
• 
• 
•  

4. Tabuľa skla so stranami 30x30cm, hrúbka skla 5,5mm. Plech pod sklom o veľkosti 24,5x16,5cm. Napätie do cca U_ef=35kV (U_pk=50kV). Nad sklom mam vyrobený „statív“ pre fotoaparát.

• 
• 
• 
• 
• 
• 
•  

5. A teraz to najlepšie. Tabuľa skla so stranami 51x51cm, hrúbka skla 5,5mm. Pod sklom je prilepený alobal o veľkosti 38x38cm ktorý je uzemnený. Napätie do cca U_ef=44kV (U_pk=62kV). Video nižšie.

• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
•  

Čiastkové výboje vo vrstevnom materiály

      Doteraz to boli úplné a neúplné povrchové a kĺzavé výboje po izolante (sklolaminát a sklo). Teraz tu máme iný typ čiastkových výbojov a to sú tzv. výboje vo vrstevnom materiáli. Kedy máme opäť kus plechu na ktorej je zem. Vzduchová medzera, nejaký izolant v mojom prípadne tabuľa skla a na izolante nie hrot, ale plat kovu resp. elektróda s veľkou plochou. Čiastkové výboje vznikajú vo vzduchovej medzere medzi izolantom (sklo) a plechom. Zároveň vznikajú aj nejaké povrchové a kĺzavé výboje a koróna na povrchu izolantu.

1. Kruhový pliešok na skle o priemere 6cm, sklo ma rozmery 20,8x15cm, vzduchová medzera je 0,5cm a U_ef=25,7kV (U_pk=36,2kV).

• 
• 
• 
•  

2. Kruhový pliešok na skle o priemere 6cm, sklo ma rozmery 20x20cm, vzduchová medzera je 1,5cm a U_ef=31kV (U_pk=43,7kV).

• 
• 
• 
•  

3. Vrchnáčik od fľaše na skle o priemeru 3,1cm, sklo ma rozmery 20x20cm/20,8x15cm, vzduchová medzera je 1,5cm a U_ef=35kV (U_pk=49,3kV).

• 
• 
• 
• 
• 
•  

Čiastkové výboje po sklenených fľašiach

      Na záver niekoľko fotiek fľaše od piva a od borovičky položenej na skle medzi dvoma PTN. S napätím som šiel až do cca 100kVpk. Na niektorých fotkách vidieť, ako výboje lietajú nielen po skle, ale až ponad sklo vzduchom a vracajú sa späť na sklo. Na poslednej fotke som momentkou odfotografoval niekoľko kruhov na skle od borovičky, je to vzniknutý čiastkový korónový výboj na deformácii skla. 

• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
•  

Videá

 

Nové albumy fotiek

18.2.2018
      Pridávam nové albumy fotiek z experimentov. Vlastne ani nič nového, len som mal veľa času počas maródovania tak som využil ten čas aj na fotenie. Trochu to tu oživím novými fotkami. Skúšal som rôzne nastavovať fotoaparát, pretavil som popri tom tri pivové fľaše a jedno veľké 51x51cm sklo. Pre všetky nasledujúce fotky som použil VN zdroj s dvoma PTN zapojenými v sérií s uzemneným stredom a primárne (resp. sekundárne 100V cievky) cievky paralelne. Sú to dvojpólovo izolované meracie transformátory 22000/100V od ABB. Presné hodnoty napätí som nejako neriešil, pri pokusoch som šiel zhruba do 100kVp. Tieto meracie transformátory sa dajú krátkodobo bez problémov napäťovo preťažiť aj dvojnásobne, keďže sú dosť predimenzované, aby v prevádzke vydržali aj prepätia. Výkon je nutné limitovať, keďže sú to dosť tvrdé zdroje a nemožno ich na priamo skratovať. Pre limitáciu výkonu som použil v tomto prípade len jeden MOT so skratovaným sekundárom (ako tlmivka) v sérií so 100V sekundármi PTN, ktoré sú paralelne. Púšťal som to cez regulačný autotransformátor RA10 až do cca 165V na 100V sekundárne cievky (primárna cievka je 22kV pre VN vedenie a 100V sekundár pre meracie prístroje). Išlo mi tu v prvom rade o výšku napätia, nie výkon, takže 1 MOT na limitáciu úplne postačuje. Dole na fotkách celá zostava s PTN a veľkým štvorcovým sklom 51x51cm.

      Všetko sú to úplne a neúplné čiastkové výboje po izolante (skle), teda povrchové plazivé výboje. Čiastkový výboj je samostatný výboj, ktorý nepremostí celú vzdialenosť medzi elektródami a ktorý vzniká pod vplyvom kritickej intenzity elektrického poľa. Výboje trvajú veľmi krátku dobu a majú spravidla impulzný charakter.

• 
• 
•  

PTN + pivová fľaša

      Jedná elektróda je drôt dnu vo fľaši a druhá plech pod fľašou. Obe elektródy sú v tomto prípade živé.

• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
•  

PTN + malé sklo a valček

      Jedná elektróda je valček a druhá je kus plechu pod sklom.

• 
• 
• 
• 
•  

PTN + veľké sklo 51x51cm

      Jedná elektróda je alobal na skle a druhá elektróda je závitová tyč v strede alobalu opretá o sklo.

• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
•  

PTN + veľké sklo 51x51cm - detail

• 
• 
• 
• 
•  

Videá