Physical modeling of electrical physical processes at long air gaps breakdown

Abstract

The results of physical modeling of the influence of corona discharge intensity at the grounded objects tips on the probability of their strokes by high-voltage discharges in the long air gaps "high voltage rod –rod on the grounded plane" are presented. The system consisting of a vertical high-voltage negative electrode rod, simulating the lightning channel leader, and two grounded rods, simulating lightning rods (one with a spherical and the second with a pointed tip) has been investigated. Before application of the high voltage impulse up to 1 MV to the high-voltage electrode, the pre-breakdown DC electric field (EF) was applied to the electrode system. The experiments have shown that corona presence at the pointed electrode tip increases probability of being struck by high-voltage discharges at application of the DC electrical field strength, which is of the same order as the impulse EF strength.

Наведено результати фізичного моделювання впливу інтенсивності коронних розрядів на вершинах заземлених об'єктів на ймовірність попадання в них високовольтних розрядів у повітряних проміжках «високовольтний стрижень - стрижень на площині, що заземлена». Досліджувалася система, що складається з вертикального високовольтного негативного стрижневого електрода, що імітує лідерний канал блискавки, і двох заземлених стрижневих електродів, що імітують блискавковідводи: одного зі сферичною і другого із загостреною вершиною. Перед прикладенням високовольтного імпульсу напругою до 1 МВ на високовольтний електрод до електродної системи прикладається постійне електричне поле (ЕП). Експерименти показали, що наявність корони на вершині загостреного електрода достовірно збільшує ймовірність попадання в нього високовольтних розрядів при прикладенні постійного електричного поля, напруженість якого має той самий порядок, що і напруженість імпульсного ЕП.

Приведены результаты физического моделирования влияния интенсивности коронных разрядов на вершинах заземленных объектов на вероятность попадания в них высоковольтных разрядов в воздушных промежутках «высоковольтный стержень – стержень на заземленной плоскости». Исследовалась система, состоящая из вертикального высоковольтного отрицательного стержневого электрода, имитирующего лидерный канал молнии, и двух заземленных стержневых электродов, имитирующих молниеотводы: одного со сферической и второго с заостренной вершиной. Перед приложением высоковольтного импульса напряжением до 1 МВ на высоковольтный электрод к электродной системе прикладывается допробойное постоянное электрическое поле (ЭП). Эксперименты показали, что наличие короны на вершине заостренного электрода достоверно увеличивает вероятность попадания в него высоковольтных разрядов при приложении постоянного электрического поля, напряженность которого имеет тот же порядок, что и напряженность импульсного ЭП.