АНАЛИЗ И РАЗВИТИЕ ПУЗЫРЬКОВОЙ МОДЕЛИ СТАДИИ ФОРМИРОВАНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ПРОБОЯ ВОДНОГО ПРОМЕЖУТКА

Автор(и)

  • V. G. Zhekul Институт импульсных процессов и технологий (ИИПТ) НАН Украины, Ukraine
  • O. V. Khvoshchan Институт импульсных процессов и технологий (ИИПТ) НАН Украины, Ukraine http://orcid.org/0000-0002-5236-8187
  • O. P. Smirnov Институт импульсных процессов и технологий (ИИПТ) НАН Украины, Ukraine http://orcid.org/0000-0002-0542-1280
  • E. I. Taftaj Институт импульсных процессов и технологий (ИИПТ) НАН Украины, Ukraine
  • I. S. Shvets Институт импульсных процессов и технологий (ИИПТ) НАН Украины, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.20998/2074-272X.2018.4.11

Ключові слова:

высоковольтный электрический разряд, жидкий электролит, осциллограмма, предпробойные процессы, пузырьковая модель

Анотація

Выполнен обзор и анализ современных представлений о предпробойных процессах при высоковольтном электрическом разряде в жидкости. Показано, что «пузырьковая» («bubble») модель зажигания разряда применима при напряженности электрического поля (36 – 180) кВ/см. По результатам экспериментальных исследований электрических характеристик разряда в водном электролите при повышенном гидростатическом давлении и минимальном напряжении, обеспечивающем зажигание разряда, получила дальнейшее развитие пузырьковая модель стадии формирования его высоковольтного пробоя. Предложено качественное описание трех фаз стадии формирования плазменного канала в жидком электролите.

Посилання

1. Gulyi G.A. Osnovy razriadnoimpul'snykh tekhnologii [Basics of discharge impulse technologies]. Kiev, Naukova Dumka Publ., 1990. 208 p. (Rus).

2. Krivitskii E.V. Dinamika elektrovzryva v zhidkosti [Dynamics of electric explosion in a liquid]. Kiev, Naukova Dumka Publ., 1986. 208 p. (Rus).

3. Ushakov V.Ia. Physics of breakdown of liquid dielectrics. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University, 2004, vol.307, no.2, pp. 80-87. (Rus).

4. Kuzhekin I.P. Investigation of the breakdown of a liquid in an inhomogeneous field with rectangular wave stresses. Technical Physics, 1966, vol.36, no.12, pp. 2125-2130. (Rus).

5. Wang Y., Liao D., Zhang W., Sun H. A COMSOL modeling of the pre-breakdown heating phase in the electro-thermal breakdown of conductive water. 3rd International Conference on Materials Engineering, Manufacturing Technology and Control (ICMEMTC 2016), 2016, pp. 704-707. doi: 10.2991/icmemtc-16.2016.141.

6. Bragg J.K., Sharbouqh A.H., Crowe R.W. Cathode effects in the Dielectric Breakdown of Liquids. Journal of Applied Physicsys, 1954, vol.25, no.3, pp. 382-391. doi: 10.1063/1.1721645.

7. Seepersad Y., Fridman A., Dobrynin D. Anode Initiated Impulse Breakdown in Water: the Dependence on Pulse Rise Time For Nanosecond and Sub-Nanosecond Pulses and Initiation Mechanism Based on Electrostriction. Journal of Physics D: Applied Physics, 2015, vol.48, no.42, p. 424012. doi: 10.1088/0022-3727/48/42/424012.

8. Sun A., Zhuang J., Huo C. Formation mechanism of streamer discharges in liquids: a review. High Voltage, 2016, vol.1, no.2, pp. 74-80. doi: 10.1049/hve.2016.0016.

9. Yan D., Bian D., Zhao J., Niu S. Study of the Electrical Characteristics, Shock-Wave Pressure Characteristics, and Attenuation Law Based on Pulse Discharge in Water. Shock and Vibration, 2016, vol.2016, pp. 1-11. doi: 10.1155/2016/6412309.

10. Ianshin E.V., Ovchinnikov I.T., Vershinin Iu.N. Mechanism of pulsed electric water breakdown. Reports of AS of the USSR, 1974, vol.214, no.6, pp. 1303-1306. (Rus).

11. Ushakov V.Ia., Klimkin V.F., Korobeinikov S.M., Lopatin V.V. Proboi zhidkostei pri impul'snom napriazhenii [Breakdown of liquids under impulse voltage]. Tomsk, NTL Publ., 2005. 488 p. (Rus).

12. Clements J.S., Sato M., Davis R.N. Preliminary investigation of prebreakdown phenomena and chemical reaction using a paused high-voltage discharge in water. IEEE Transactions on Industry Applications, 1987, vol.IA-23, no.2, рр. 224-235. doi: 10.1109/TIA.1987.4504897.

13. Fujita H., Kanazawa S., Ohtani K., Komiya A., Kaneko T., Sato T. Initiation process and propagation mechanism of positive streamer discharge in water. Journal of Applied Physics, 2014, vol.116, no.21, p. 213301. doi: 10.1063/1.4902862.

14. Kuskova N.I. Spark discharges in condensed media. Technical Physics, 2001, vol.46, no.2, pp. 182-185. doi: 10.1134/1.1349273.

15. Poklonov S.G. Vysokovol'tnye elektrorazriadnye pogruzhnye ustanovki so stabilizatsiei elektrogidroimpul'snogo vozdeistviia. Avtoref. diss. kand. tekhn. nauk [High-voltage electric discharge submersible devices with stabilization of electrohydropulse impact. Abstracts of cand. tech. sci. diss.]. Kiev, 2004. 18 p. (Rus).

16. Zhekul V.G., Rakovskii G.B. To the theory of the formation of an electrical discharge in a conducting liquid. Technical Physics, 1983, vol.53, no.1, pp. 8-14. (Rus).

17. Rakovskii G.B., Khainatskii S.A, Zhekul V.G. To calculation of the discharge ignition voltage in conducting liquids. Technical Physics, 1984, vol.54, no.2, pp. 368-370. (Rus).

18. Rakovskii G.B. Peregrevnaia neustoichivost' v nachal'noi stadii elektricheskogo razriada v provodiashchei zhidkosti. Avtoref. diss. kand. fiz.-mat. nauk [Overheating instability in the initial stage of an electrical discharge in a conducting fluid. Abstracts of cand. phys.-math. sci. diss.]. Leningrad, 1984. 23 p. (Rus).

19. Smirnov A.P., Zhekul V.G., Mel'kher Iu.I., Taftai E.I., Khvoshchan O.V., Shvets I.S. Experimental study of pressure waves generated by an electric explosion in a closed volume of a liquid. Elektronnaya obrabotka materialov, vol.53, no.4, pp. 47-52. (Rus). doi: 10.5281/zenodo.1053757.

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-08-17

Як цитувати

Zhekul, V. G., Khvoshchan, O. V., Smirnov, O. P., Taftaj, E. I., & Shvets, I. S. (2018). АНАЛИЗ И РАЗВИТИЕ ПУЗЫРЬКОВОЙ МОДЕЛИ СТАДИИ ФОРМИРОВАНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ПРОБОЯ ВОДНОГО ПРОМЕЖУТКА. Електротехніка і Електромеханіка, (4), 63–69. https://doi.org/10.20998/2074-272X.2018.4.11

Номер

Розділ

Інженерна електрофізика. Техніка сильних електричних та магнітних полів