КАК ПОЛУЧИТЬ ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ

Источник высокого напряжения за 5 минут

Из данной статьи вы узнаете как получить высокое напряжение, с высокой частотой своими руками. Стоимость всей конструкции не превышает 500 руб, при минимуме трудозатрат.

Высокое напряжение

Для изготовления вам понадобится всего 2 вещи: — энергосберегающая лампа (главное, чтобы была рабочая схема балласта) и строчный трансформатор от телевизора, монитора и другой ЭЛТ техники.

Энергосберегающие лампы (правильное название: компактная люминесцентная лампа) уже прочно закрепились в нашем быту, поэтому найти лампу с нерабочей колбой, но с рабочей схемой балласта я думаю не составит труда.
Электронный балласт КЛЛ генерирует высокочастотные импульсы напряжения (обычно 20-120 кГц) которые питают небольшой повышающий трансформатор и т.о. лампа загорается. Современные балласты очень компактны и легко помещаются в цоколе патрона Е27.

Балласт лампы выдает напряжение до 1000 Вольт. Если вместо колбы лампы подключить строчный трансформатор, то можно добиться потрясающих эффектов.

Немного о компактных люминесцентных лампах

Типовая схема компактной люминесцентной лампы

Блоки на схеме:
1 — выпрямитель. В нем переменное напряжение преобразуется в постоянное.
2 — транзисторы, включенные по схеме push-pull (тяни-толкай).
3 — тороидальный трансформатор
4 — резонансная цепь из конденсатора и дросселя для создания высокого напряжения
5 — люминесцентная лампа, которую мы заменим строчником

КЛЛ выпускаются самой различной мощности, размеров, форм-факторов. Чем больше мощность лампы, тем более высокое напряжение нужно приложить к колбе лампы. В данной статье я использовал КЛЛ мощностью 65 Ватт.

Большинство КЛЛ имеют однотипную схемотехнику. И у всех имеется 4 вывода на подключение люминесцентной лампы. Необходимо будет подсоединить выхода балласта к первичной обмотке строчного трансформатора.

Немного о строчных трансформаторах

Строчный трансформатор

Строчники также бывают разных размеров и форм.

Основной проблемой при подключении строчника, является найти 3 необходимых нам вывода из 10-20 обычно присутствующих у них. Один вывод — общий и пара других выводов — первичная обмотка, которая будет цепляться к балласту КЛЛ.
Если сможете найти документацию на строчник, или схему аппаратуры, где он раньше стоял, то ваша задача существенно облегчится.

Внимание! Строчник может содержать остаточное напряжение, так что перед работой с ним, обязательно разрядите его.

Итоговая конструкция

Фото устройства

На фото выше вы можете видеть устройство в работе.

И помните, что это постоянное напряжение. Толстый красный вывод — это «плюс». Если вам нужно переменное напряжение, то нужно убрать диод из строчника, либо найти старый без диода.

Возможные проблемы

Фото КЛЛ

Когда я собрал свою первую схему с получением высокого напряжения, то она сразу же заработала. Тогда я использовал балласт от лампы мощностью 26 Ватт.
Мне сразу же захотелось большего.

Я взял более мощный балласт от КЛЛ и в точности повторил первую схему. Но схема не заработала. Я подумал, что балласт сгорел. Обратно подключил колбы лампы и включил в сеть. Лампа загорелась. Значит дело было не в балласте — он был рабочий.

Немного поразмыслив я сделал вывод, что электроника балласта должны определять нить накала лампы. А я использовал только 2 внешних вывода на колбу лампы, а внутренние оставил «в воздухе». Поэтому я поставил резистор между внешним и внутренним выводом балласта. Включил — схема заработала, но резистор быстро сгорел.

Я решил использовать конденсатор, вместо резистора. Дело в том, что конденсатор пропускает только переменный ток, а резистор и переменный и постоянный. Также, конденсатор не нагревался, т.к. давал небольшое сопротивление на пути переменного тока.

Конденсатор работал великолепно! Дуга получилась очень большой и толстой!

Итак если у вас не заработала схема, то скорее всего 2 причины:
1. Что-то не так подключили, либо на стороне балласта, либо на стороне строчного трансформатора.
2. Электроника балласта завязана на работе с нитью накала, а т.к. ее нет, то заменить ее поможет конденсатор.

Используйте конденсатор на соответствующее напряжение! У меня был на 400 Вольт, взятый из балласта другой энергосберегающей лампы.

При проведении опытов с высоким напряжением будьте предельно осторожны! Высокое напряжение опасно для жизни!

Лампа мощностью 65 Ватт, обеспечивает ток порядка 65 мА (65Ватт/1000В). А сила тока более чем 50 мА, смертельна опасна для жизни и вызывает остановку сердца!

КАК ПОЛУЧИТЬ ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ

Energy for all

Способы получения высокого потенциала

 СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОГО ПОТЕНЦИАЛА

Л. В. Мысовский, Ленинград, 1930г

В последнее время технические трансформаторы на напряжение до одного миллиона вольт и больше уже не являются особенной редкостью. Такие трансформаторы имеются не только заграницей, но и у нас в СССР. Нужно сказать, однако, что эти трансформаторы слишком громоздки, требуют для своего питания большого количества энергии и поэтому почти не могут быть использованы при тонких лабораторных работах. Для большинства научных и научно-технических работ с высоким потенциалом вовсе не нужно большой мощности. Наоборот, громадные искры, испускаемые мощными трансформаторами) не позволяют даже поднести к ним физические приборы и роль этих трансформаторов в технике ограничивается главным образом испытанием изоляторов. Кроме величины и мощности искр, немалой помехой в лабораторной работе служат и самые размеры технических трансформаторов. Для высоковольтных установок приходится отводить особые залы, во много раз превосходящие размерами обычные комнаты для научных работ. Часто такие установки помещаются даже в отдельных, специально приспособленных зданиях.

Между тем, в природе мы имеем примеры — ядра атомов,— когда потенциалы в несколько миллионов вольт сосредоточены в чрезвычайно малом объеме. Неудивительно поэтому, что физики стремились различными способами получить высокое напряжение от небольшого и маломощного источника. Построить обычный трансформатор с коэффициентом связи, близким к единице, небольших размеров, но дающий высокое напряжение, не представляется возможным, ибо отдельные витки трансформатора должны быть очень хорошо изолированы друг от друга и от корпуса трансформатора для того, чтобы напряжение в один, два миллиона вольт не вызывало разряда внутри самого трансформатора.

Этого затруднения пытались избежать или, по крайней мере, уменьшить его, путем последовательного (каскадного) соединения нескольких отдельных трансформаторов. Но даже и при каскадном соединении размеры высоковольтной установки продолжают оставаться грандиозными. Кроме того высокие напряжения на выводах трансформатора при разрядах вызывают настолько сильные токи даже во вторичной обмотке трансформатора, что мощность, подаваемая в первичную обмотку, должна быть очень значительной. По этой причине приходится брать для первичной обмотки проволоку большего сечения. Все это вместе взятое заставило физиков искать других путей для получения высоких потенциалов. Цель этих исканий —создать маломощный источник потенциала в несколько миллионов вольт и затем применить его для искусственного расщепления элементов. Конечно, получение потенциала в несколько миллионов вольт представляет интерес и с других точек зрения. Получение только градиента потенциала в миллион вольт уже позволило наблюдать Милликэну так называемое холодное испускание электронов металлами. Несомненно, что высокий потенциал, когда им удасться овладеть, позволит сделать целый ряд интересных наблюдений в самых различных областях физики.

Какие же пути намечаются в настоящее время для получения высокого потенциала, пригодного для лабораторных целей? Одним из таких путей является переключение конденсаторов с параллельного на последовательное. Практического применения этот способ в чистом виде не получил, хотя им и удавалось достигать напряжений до одного миллиона вольт. Лишь в комбинации с трансформаторами и кенотронами этот метод позволяет увеличивать предельное напряжение трансформатора в два-три раза. Как пример такого устройства, получившего большое распространение на практике, можно указать на стабиливольт фирмы Сименс и Гальске, в основу которого положена схема, предложенная впервые Грейнахером. Другой метод получения высокого потенциала, требующий сравнительно небольшой мощности, предложен был Тесла.

Трансформатор Тесла настолько известен, что нет необходимости описывать его устройство. Долгое время этим трансформатором пользовались лишь, как эффектным прибором для демонстрации резонанса электрических колебаний высокой частоты. Длинные и мощные искры, которые молено было извлечь из вторичной катушки Тесла, давно обращали на себя внимание физиков и вызывали вопрос о том, какие потенциалы здесь возникают? Теорией Тесла-трансформатора занимался еще Д ρ у д е, а затем и целый ряд других исследователей. Однако, полной теории этого трансформатора мы не имеем еще и до настоящего времени. Вопрос о величине потенциала также оставался открытым до самого последнего времени. Лишь недавно удалось экспериментальным путем определить величину этого потенциала и проверить, таким образом, некоторые теоретические выводы. В дальнейшем мы остановимся главным образом на изложении двух работ, касающихся трансформатора Тесла. Одна из этих работ была сделана в Государственном радиевом институте в Ленинграде аспирантом Физического отдела, инженер-электриком В. Н. Рукавишниковым. Другая работа была произведена в Институте Карнеги в Вашингтоне.Хотя эта работа была полностью напечатана лишь в январе I930 г., но о сущности этой работы и о тех потенциалах, которые удалось получить, было известно уже раньше из предварительного сообщения в «Naturе», опубликованного в 1928 г. Уже предварительное сообщение вызвало большой интерес в научных кругах и оно неоднократно цитировалось в научной литературе.

Читайте также  Как расчитать на сколько времени хватит аккумулятора?

МЕТОДЫ И УСТРОЙСТВА ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Области применения высокого напряжения постоянного тока разнообразны. Это различные отрасли электроэнергетики, электротехнологии и системы питания импульсных устройств. Основным методом получения высокого постоянного напряжения является выпрямление переменного тока высокого напряжения промышленной частоты. При создании источников высокого постоянного напряжения одна из основных задач — выбор вентиля и схемы выпрямления. Выбор вентиля базируется на сравнении технических, экономических и эксплуатационных характеристик. С технической точки зрения высоковольтные вентили характеризуются основными параметрами: максимально допустимым и длительно протекающим током через вентиль; обратным напряжением на вентиле в закрытом состоянии; падением напряжения на вентиле в открытом состоянии.

С экономической и эксплуатационной точек зрения вентили характеризуются стоимостью основного и вспомогательного оборудования, величиной эксплуатационных расходов, стабильностью параметров, надежностью и сроком службы, временем подготовки его к работе, безопасностью, простотой и удобством обслуживания.

В высоковольтной испытательной технике широко применялись электронные и ионные выпрямители, а в последние десятилетия — полупроводниковые.

Электронный вентиль — это электровакуумный прибор с анодом и накаливаемым катодом, помещенными в керамический или стеклянный корпус с давлением 1(Г 5 — 1(Г 6 мм рт.ст. Работа электронного вентиля основана на термоэлектронной эмиссии с накаливаемого катода. Анодный ток в проводящем состоянии, когда потенциал анода выше, чем у катода, зависит от величины приложенного напряжения, температуры, материала и размеров катода, а также от энергии выхода электронов с катода.

Увеличение рабочей температуры катода ограничивается его возможным разрушением под действием пондеромоторных сил и испарением его материала. Снижение работы выхода электронов с целью увеличения тока достигается использованием оксидных и тарированных катодов. С увеличением номинального напряжения и тока вентиля слабым звеном становится анод. Электроны, бомбардируя анод, приводят к его разогреву. Поэтому анод выполняется массивным, из тугоплавкого материала с высокой энергией выхода электронов.

При смене полярности, когда потенциал анода становится меньше, чем катода, эмиссия электронов прекращается и прибор приходит в закрытое, непроводящее состояние.

Корпус вентиля конструируется в соответствии с законом Пашена так, чтобы пробой, если он возникнет, проходил по внешней поверхности корпуса. Это приводит к росту габаритов при изготовлении их на высокие напряжения.

Ионные вентили, или газотроны, представляют собой двухэлектродный стеклянный или керамический баллон. Внутри баллона находятся пары ртути или инертный газ под давлением 1(Г 2 — 1(Г 3 мм рт.ст. В высоковольтной технике получили распространение газотроны с накаливаемым катодом в режиме тлеющего разряда.

При отрицательной полярности катода электроны, получаемые за счет термоэмиссии с катода, двигаясь к аноду, вызывают ионизацию молекул газа и образуют газоразрядную плазму. Поэтому плотность тока в газотронах значительно выше, чем в электронных вентилях, и средний ток может достигать десятков ампер. Напряжение зажигания (U3) зависит от рода газа, конструкции лампы и мощности накала и обычно не превышает 5—20% от (7обр.

При изменении полярности эмиссия электронов прекращается, усиливается процесс рекомбинации и плазма разваливается.

Газотроны по размеру значительно больше электронных вентилей при одинаковых ?/обр, и создавать их на Uo6p > 50 кВ становится нецелесообразно. Кроме того, газотроны устойчиво работают только в узком температурном интервале 10—40 °С.

Достижения физики твердого тела и технологии получения сверхчистых материалов в последние десятилетия позволили полупроводниковым вентилям занять доминирующее положение. В высоковольтной технике полупроводниковые выпрямители в ряде случаев полностью заменяют электронные, ионные и ртутные вентили.

Полупроводниковый вентиль представляет собой электронный прибор, состоящий из кристалла полупроводника с «р—п» переходом, двух омических контактов, двух выводов и корпуса.

Не анализируя процессы образования и работы «р—п» перехода, достаточно освещенные в научной и учебной литературе, рассмотрим зависимость тока диода от приложенного к нему напряжения. Воль- тамперная характеристика диода (рис. 2.9) определяется свойствами полупроводниковых материалов, состоянием поверхности, конструкцией диода и температурой перехода.

Правая ветвь вольтамперной характеристики соответствует вентилю в открытом состоянии, определяя протекание прямого тока (/ср). Участок I соответствует началу открытия полупроводникового вентиля. Рост тока на этом участке ограничен объ-

Вольтамперная характеристика полупроводникового диода емным зарядом в зоне «р—п» перехода

Рис. 2.9. Вольтамперная характеристика полупроводникового диода емным зарядом в зоне «р—п» перехода. Участок II — рабочий участок, определяющий протекание прямого тока. Этот участок определяет падение напряжения на диоде в прямом направлении. Левая ветвь вольтамперной характеристики содержит три характерных участка и построена в другом масштабе. Для оценки масштаба отметим, что у современных полупроводниковых диодов отношение прямого тока к обратному лежит в пределах 10 3 —10 6 , а отношение обратного напряжения к падению напряжения при протекании прямого тока — 10 2 —10 4 . Левая ветвь характеризует вентиль в закрытом состоянии. Участок 111 — рост обратного тока за счет диффузии неосновных носителей заряда и за счет тепловой генерации неосновных носителей. Участок IV — замедление (насыщение) обратного тока, связанное с установлением температурного равновесия. Обычно обратный ток на этом участке для полупроводниковых вентилей составляет 10 -5 —10 -2 А. Высоковольтные вентили выполняются на базе кремния и селена.

Полупроводниковые вентили при номинальных режимах стабильны, достаточно надежны, срок службы 10 4 —10 8 ч, просты и безопасны в работе. Однако при незначительных отклонениях от номинальных режимов (особенно кремниевые вентили) часто выходят из строя.

В силу того что единичные «р—п» переходы имеют относительно небольшие прямые токи и обратные напряжения, в высоковольтной технике используют последовательное или параллельное включение нескольких вентилей. Последовательное включение вентилей больше 5—10 «р—п» переходов требует выравнивания напряжения вдоль столбов емкостными или омическими делителями напряжения.

Опасное развлечение: простой для повторения генератор высокого напряжения

image

Добрый день, уважаемые хабровчане.
Этот пост будет немного необычным.
В нём я расскажу, как сделать простой и достаточно мощный генератор высокого напряжения (280 000 вольт). За основу я взял схему Генератора Маркса. Особенность моей схемы в том, что я пересчитал её под доступные и недорогие детали. К тому же сама схема проста для повторения (у меня на её сборку ушло 15 минут), не требует настройки и запускается с первого раза. На мой взгляд намного проще чем трансформатор Теслы или умножитель напряжения Кокрофта-Уолтона.

Принцип работы

Сразу после включения начинают заряжаться конденсаторы. В моём случае до 35 киловольт. Как только напряжение достигнет порога пробоя одного из разрядников, конденсаторы через разрядник соединятся последовательно, что приведёт к удвоению напряжения на конденсаторах, подсоединённых к этому разряднику. Из-за этого практически мгновенно срабатывают остальные разрядники, и напряжение на конденсаторах складывается. Я использовал 12 ступеней, то есть напряжение должно умножиться на 12 (12 х 35 = 420). 420 киловольт — это почти полуметровые разряды. Но на практике, с учетом всех потерь, получились разряды длиной 28 см. Потери были вследствие коронных разрядов.

image

О деталях:

Сама схема простая, состоит из конденсаторов, резисторов и разрядников. Ещё потребуется источник питания. Так как все детали высоковольтные, возникает вопрос, где же их достать? Теперь обо всём по порядку:

Читайте также  Как и чем утеплить потолок в доме с холодной крышей
1 — резисторы

Нужны резисторы на 100 кОм, 5 ватт, 50 000 вольт.
Я пробовал много заводских резисторов, но ни один не выдерживал такого напряжения — дуга пробивала поверх корпуса и ничего не работало. Тщательное загугливание дало неожиданный ответ: мастера, которые собирали генератор Маркса на напряжение более 100 000 вольт, использовали сложные жидкостные резисторы генератор Маркса на жидкостных резисторах, или же использовали очень много ступеней. Я захотел чего-то проще и сделал резисторы из дерева.

Отломал на улице две ровных веточки сырого древа (сухое ток не проводит) и включил первую ветку вместо группы резисторов справа от конденсаторов, вторую ветку вместо группы резисторов слева от конденсаторов. Получилось две веточки с множеством выводов через равные расстояния. Выводы я делал путём наматывания оголённого провода поверх веток. Как показывает опыт, такие резисторы выдерживают напряжение в десятки мегавольт (10 000 000 вольт)

2 — конденсаторы

Тут всё проще. Я взял конденсаторы, которые были самыми дешевыми на радио рынке — К15-4, 470 пкф, 30 кВ, (они же гриншиты). Их использовали в ламповых телевизорах, поэтому сейчас их можно купить на разборке или попросить бесплатно. Напряжение в 35 киловольт они выдерживают хорошо, ни один не пробило.

3 — источник питания

Собирать отдельную схему для питания моего генератора Маркса у меня просто не поднялась рука. Потому, что на днях мне соседка отдала старенький телевизор «Электрон ТЦ-451». На аноде кинескопа в цветных телевизорах используется постоянное напряжение около 27 000 вольт. Я отсоединил высоковольтный провод (присоску) с анода кинескопа и решил проверить, какая дуга получится от этого напряжения.

Вдоволь наигравшись с дугой, пришел к выводу, что схема в телевизоре достаточно стабильная, легко выдерживает перегрузки и в случае короткого замыкания срабатывает защита и ничего не сгорает. Схема в телевизоре имеет запас по мощности и мне удалось разогнать её с 27 до 35 киловольт. Для этого я покрутил подстроичник R2 в модуле питания телевизора так, что питание в строчной развертке поднялось с 125 до 150 вольт, что в свою очередь привело к повышению анодного напряжения до 35 киловольт. При попытке ещё больше увеличить напряжение, пробивает транзистор КТ838А в строчной развёртке телевизора, поэтому нужно не переборщить.

Процесс сборки

С помощью медной проволоки я прикрутил конденсаторы к веткам дерева. Между конденсаторами должно быть расстояние 37 мм, иначе может произойти нежелательный пробой. Свободные концы проволоки я загнул так, чтобы между ними получилось 30 мм — это будут разрядники.

Лучше один раз увидеть, чем 100 раз услышать. Смотрите видео, где я подробно показал процесс сборки и работу генератора:

Техника безопасности

Нужно соблюдать особую осторожность, так как схема работает на постоянном напряжении и разряд даже от одного конденсатора будет скорее всего смертельным. При включении схемы нужно находиться на достаточном удалении потому, что электричество пробивает через воздух 20 см и даже более. После каждого выключения нужно обязательно разряжать все конденсаторы (даже те, что стоят в телевизоре) хорошо заземлённым проводом.

Лучше из комнаты, где будут проводиться опыты, убрать всю электронику. Разряды создают мощные электромагнитные импульсы. Телефон, клавиатура и монитор, которые показаны у меня в видео, вышли из строя и ремонту больше не подлежат! Даже в соседней комнате у меня выключился газовый котёл.

Нужно беречь слух. Шум от разрядов похож на выстрелы, потом от него звенит в ушах.

Интересные наблюдения

Первое, что ощущаешь при включении — то, как электризуется воздух в комнате. Напряженность электрического поля настолько высока, что чувствуется каждым волоском тела.

Хорошо заметен коронный разряд. Красивое голубоватое свечение вокруг деталей и проводов.
Постоянно слегка бьет током, иногда даже не поймёшь от чего: прикоснулся к двери — проскочила искра, захотел взять ножницы — стрельнуло от ножниц. В темноте заметил, что искры проскакивают между разными металлическими предметами, не связанными с генератором: в дипломате с инструментом проскакивали искорки между отвёртками, плоскогубцами, паяльником.

Лампочки загораются сами по себе, без проводов.

Озоном пахнет по всему дому, как после грозы.

Заключение

Все детали обойдутся где-то в 50 грн (5$), это старый телевизор и конденсаторы. Сейчас я разрабатываю принципиально новую схему, с целью без особых затрат получать метровые разряды. Вы спросите: какое применение данной схемы? Отвечу, что применения есть, но обсуждать их нужно уже в другой теме.

На этом у меня всё, соблюдайте осторожность при работе с высоким напряжением.

Методы и устройства получения высоких напряжений

Основным методом получения высокого напряжения переменного тока промышленной частоты является преобразование низкого напряжения в высокое с помощью повышающих трансформаторов. В высоковольтной технике используются различные трансформаторы, которые можно условно классифицировать по конструктивному исполнению:

трансформаторы в металлическом и изоляционном корпусе с масляной изоляцией. Изоляционной и одновременно охлаждающей средой является трансформаторное масло. В качестве продольной изоляции применяется бумага, стеклоткань, полимерная пленка. Вывод высокого потенциала осуществляется фарфоровыми или бумажно — бакелитовыми изоляторами (выводами);

сухие трансформаторы с твердой изоляцией. Это бескорпусные трансформаторы, залитые компаундом, выполняющим роль основной изоляции;

сухие трансформаторы с газовой изоляцией. Эти трансформаторы в настоящее время практически не используются.

По способу включения вторичной обмотки трансформаторы бывают однофазные с одним высоковольтным выводом или с двумя высоковольтными выводами и средней точкой, соединенной с корпусом. Обмотки трехфазных трансформаторов включаются треугольником и звездой.

По назначению трансформаторы подразделяются на:

силовые, используемые в энергосистемах. Эти трансформаторы должны обладать высокой надежностью, противостоять атмосферным перенапряжениям. Мощность достигает десятки — сотни мегавольтампер. Выполняются трехфазными, реже однофазными.

трансформаторы напряжения (измерительные). Имеют небольшую мощность, но очень надежны в работе. Могут быть использованы как источники высокого напряжения при испытании изоляции.

Принципиальное устройство испытательного трансформатора с металлическим и изоляционным корпусами

Рис.1. Принципиальное устройство испытательного трансформатора с металлическим и изоляционным корпусами: а — схема; б — с металлическим корпусом; в — с изоляционным корпусом. 1 — сердечник; 2 — первичная обмотка; 3 — обмотка высокого напряжения; 4,6 — корпус; 5 — вывод высокого напряжения

Основными требованиями предъявляемые к испытательным трансформаторам это:

минимальное искажение кривой тока

отсутствие частичных разрядов в изоляции при испытательном напряжении

изоляция должна быть рассчитана на крутые срезы напряжения при замыкании на стороне высокого напряжения.

Суммарный вклад высших гармоник в кривой тока и напряжения не должен превышать 5%. Это достигается использованием сердечников из холоднокатаной стали с ориентированными зернами, дополнительной обработкой поверхности листа.

Чтобы достичь снижения градиентных напряжений в изоляции при крутых срезах напряжения и предотвратить внутренние частичные разряды применяют экраны и емкостные кольца при конструктировании высоковольтной обмотки.

Современные изоляционные материалы в совокупности с технологиями позволяют исключить появление частичных разрядов с кажущимся зарядом 10?-11 К даже при очень высоких напряжениях. В испытательных трансформаторах применяется слоевая цилиндрическая обмотка (рис. 1). Выбор мощности трансформатора осуществляется в зависимости от вида нагрузки. Нагрузка испытательных трансформаторов носит емкостный характер (рис.2.)

Читайте также  Как подключить насос Водолей?

Принципиальная электрическая схема испытания изоляции

Рис. 2. Принципиальная электрическая схема испытания изоляции: Т трансформатор; Rз — защитное сопротивление; Cоб — емкость объекта; R1 — R2 — делитель напряжения; N — осциллограф

Общая мощность тр-ра может быть оценена как

где — емкостный ток, а -испытательное напряжение. Емкость объекта зависит от типа электрооборудования и лежит в пределах единиц — сотен тысяч пикофарад [1]. При выборе трансформатора и регулятора необходимо соблюдать условия Sт > Sн,

Sр > Sн и номинальный ток трансформатора и регулятора должен быть больше испытательного тока Iс.

При необходимости разгрузки регулятора и трансформатора (при больших Iс) осуществляют компенсацию емкостного тока индуктивным. В случае разгрузки регулятора необходимая мощность может быть оценена как:

где кт — коэффициент трансформации испытательного трансформатора; L — индуктивность компенсирующего реактора, включаемого на выходе регулятора. В случае разгрузки трансформатора мощность оценивается как

где L1 — индуктивность реактора, включаемого параллельно нагрузке (Соб).

Существенное снижение массы и стоимости источника высокого напряжения можно достигнуть, используя резонансные схемы.

Достигнутый прогресс в технологии и конструировании трансформаторов позволяет изготавливать их на напряжение до 1,0?1,2 МВ. Дальнейшее повышение напряжения единичного трансформатора становится нецелесообразным и с технической, и с экономической точки зрения. Поэтому испытательное напряжение свыше 750 кВ целесообразней получать от нескольких трансформаторов, соединенных последовательно в каскад.

При создании каскадов одной из проблем является питание первичных обмоток второго и последующих трансформаторов в схеме. Это связано с тем, что потенциалы корпусов в зависимости от места расположения трансформатора в схеме каскада значительно превышают уровни изоляции вторичных и первичных обмоток относительно корпуса и друг друга.

Поэтому получить высокое напряжение с помощью каскадного включения трансформаторов удается только при использовании специальных схем питания первичных обмоток.

Существует всего 3 способа каскадного включения:

каскадное включение трансформаторов с питанием первичных обмоток от отдельных изолированных генераторов;

каскадное включение трансформаторов с питанием первичных обмоток от отдельных изолированных (разделительных) трансформаторов:

каскадное включение трансформаторов с автотрансформаторным питанием первичных обмоток.

Обычно при каскадном соединении первичные обмотки последующих трансформаторов питаются по автотрансформаторному способу (рис. 3). В таких схемах (рис. 3, б) каждый трансформатор, помимо первичной низковольтной обмотки (1) и вторичной высоковольтной обмотки (2), имеет дополнительную обмотку возбуждения (3), по параметрам одинаковую с первичной и используемую для питания первичной обмотки последующего трансформатора. Средняя точка обмотки (2) соединяется с сердечником (4) и корпусом. Мощности трансформаторов в такой схеме не одинаковы и равны

где S0 — мощность трансформатора, ближайшего к нагрузке, а к — порядковый номер трансформатора в схеме, считая от нагрузки. Каждый трансформатор в такой схеме должен быть изолирован от земли на напряжение

где Uн — номинальное напряжение высоковольтной обмотки трансформатора, а n — число трансформаторов в каскадной схеме.

Рис. 3. Каскад из трех трансформаторов а) — общий вид; б) — схема соединения обмоток

Существенным недостатком каскадных схем является большая величина индуктивности рассеяния каскада в целом. Она растет быстрее, чем произведение индуктивности рассеяния одного трансформатора на их число в каскаде. Также серьезным недостатком каскадов является то, что они занимают огромную площадь и имеют низкий коэффициент использования установленной мощности.

Основное преимущество каскадных схем заключается в том, что, используя трансформаторы на относительно небольшое напряжение, можно получить большое напряжение на выходе каскада. Это достигается за счет использования внешней, простой и дешевой, изоляции относительно земли каждого последующего трансформатора в каскаде.

Кроме этого, каскадные схемы обеспечивают многообразие и эксплуатационную гибкость проведения испытаний объектов на различные классы напряжения, различной мощности.

Созданные в настоящее время каскады позволяют получать переменное напряжение до 2,5 МВ при мощности до 5 МВА.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Получение постоянного тока высокого напряжения с помощью выпрямителей, кроме включения по схеме умножения ( накопления) напряжения, может быть также осуществлено и некоторыми другими способами.  [1]

Для получения постоянного тока высокого напряжения и небольшой силы тока ( до 200 kV при 0 25 А) применяются искропые механич. Они занимают промежуточное положение между механич. Действительно, с одной стороны, их нужно отнести к механпч. Этот прост приводится во вращение синхронным электродвигателем, делающим 1 500 об / м, при частоте подведенного к нему переменного тока 50 Hz. Четыре неподвижных сегмента аг, Ьъ аг и Ь; присоединяются попарно к обмотке высокого напряжения трансформатора и к цепи выпрямленного тока.  [2]

Если для получения постоянного тока высокого напряжения эксперимента тор не имеет подходящего трансформатора и высоковольтного кенотрона, то при наличии обычных кенотронов и высоковольтных конденсаторов можно осуществить схемы так называемых умножителей напряжения.  [4]

При электрофильтрах необходимо устройство для получения постоянного тока высокого напряжения , состоящее из трансформатора, повышающего напряжение переменного тока и механического выпрямителя тока. Недостатком электрофильтров является высокая стоимость и весьма значительные габариты.  [5]

Емкостный электростатический генератор ГЕЭС-1 роторного типа предназначен для получения постоянного тока высокого напряжения . Опытный образец генератора, изготовленный Минским приборостроительным заводом им.  [6]

Используя тот же принцип в динамомашине, можно, очевидно, создать электрический генератор для получения постоянного тока высокого напряжения . Кстати, одна американская фирма, использовав световой луч, выпустила реостат, который может работать практически вечно — в нем нет изнашивающихся и трущихся частей. Пространство между контактом и переменным сопротивлением заполнено полупроводниковым материалом. Под действием бегающего светового зайчика полупроводник начинает проводить ток, замыкая цепь.  [7]

Генератор может найти применение для получения ультразвуковых колебаний с помощью кварцевых излучателей, при высокочастотном титровании, в преобразователях для получения постоянного тока высокого напряжения .  [9]

Трансформаторы постоянного тока находят применение везде, где при наличии источника постоянного тока низкого напряжения, например аккумуляторной батареи, необходимо получение постоянного тока высокого напряжения ; в перспективе они найдут широкое распространение на электростанциях с непосредственным преобразованием тепловой и атомной энергии в электрическую.  [11]

Генератор может найти применение для получения ультразвуковых колебаний с помощью кварцевых излучателей, при высокочастотном титровании в качестве задающего генератора, для получения постоянного тока высокого напряжения .  [12]

Трансформаторы постоянного тока находят применение везде, где при наличии источника постоянного тока низкого напряжения, например, аккумуляторной батареи, необходимо получение постоянного тока высокого напряжения ; в перспективе они найдут широкое распространение на электростанциях с непосредственным преобразованием тепловой и атомвой энергий в электрическую.  [13]

Так как они дают возможность получения постоянного тока высокого напряжения с высоким коэфициентом полезного действия, то они особенно пригодны для железнодорожных подстанций.  [14]

Таким образом, мы видим, что кенотрон как простейший вентиль представляет собой вентиль электронного типа с твердым накаливаемым катодом. Кенотрон имеет широкое распространение и применяется как в схемах автоматического управления электрическими устройствами, так и для получения постоянного тока высокого напряжения в различных испытательных устройствах, лабораторных установках, схемах питания электрических фильтров газоочистки, а также, рентгеновских установках. В связи с тем, что кенотроны относятся к классу электронных вентилей, они изготовляются на небольшие токи, измеряемые лишь сотнями миллиампер.  [15]

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: