2.10 HUKUM Paschen'S

Persamaan ini dikenal sebagai hukum Paschen dan merupakan eksperimen yang telah ditetapkan untuk macam-macam gas, dan itu adalah hukum yang sangat penting dalam teknik tegangan tinggi

• Kurva Paschen, hubungan antara V dan pd ditunjukkan pada Gambar dibawah untuk tiga gas CO2, udara dan H2. Hal ini terlihat bahwa hubungan antara V dan pd tidak linear dan memiliki nilai minimum untuk setiap gas

• Minimum tegangan breakdown untuk berbagai gas digambarkan pada tabel dibawah

Gambar karakteristik tegangan Breakdown -pd untuk udara, CO2 dan hydrogen

Tabel potensi minimum sparking untuk berbagai gas

2.11 BREAKDOWN DI BIDANG NON-SERAGAM DAN PEMBUANGAN CORONA

• Pembuangan CoronaJika medan listrik sama, meningkat secara bertahap dalam tegangan celah menghasilkan pemecahan kesenjangan dalam bentuk percikan tanpa pelepasan awal. Sebaliknya, jika bidangnya tidak sama, peningkatan tegangan pertama akan menyebabkan debit dalam gas muncul pada titik-titik dengan intensitas medan listrik tertinggi, yaitu pada benda tajam atau dimana elektroda melengkung. Bentuk debit disebut lucutan korona dan dapat diamati. Fenomena ini selalu disertai dengan suara mendesis, dan udara di sekitarnya wilayah korona berubah menjadi ozon

• Breakdown di Bidang Non-seragamDalam bidang non-seragam, seperti silinder koaksial, titik-pesawat dan kesenjangan bidang-bidang, medan listrik bervariasi.Dari sudut pandang teknik praktis, batang-batang kesenjangan dan bola-bola kesenjangan adalah sangat penting, seperti yang biasa digunakan untuk pengukuran tegangan tinggi dan perlindungan dari peralatan listrik seperti transformer. Dapat dilihat bahwa tegangan breakdown yang lebih tinggi untuk polaritas negatif. Tegangan breakdown yang diamati tergantung pada kelembaban di udara

2.12 FENOMENA POS BREAKDOWN DAN APLIKASI

• Ini adalah fenomena yang terjadi setelah kerusakan yang sebenarnya telah terjadi dan teknis yang sangat penting. Cahaya dan busur pembuangan adalah fenomena pasca-breakdown, dan ada banyak perangkat yang beroperasi di seluruh daerah tersebut.

• Pembuangan CahayaDebit cahaya ditandai oleh cahaya yang menyebar. Warna dari debit cahaya tergantung pada bahan katoda dan gas yang digunakan. Cahaya debit meliputi sebagian katoda dan ruang antara katoda, dan anoda akan memiliki daerah gelap ini disebut cahaya normal.Dalam debit cahaya, drop tegangan antara elektroda secara substansial konstan, mulai 75-300 V atas kisaran arus 1 mA sampai 100 mA tergantung pada jenis gas

2.13 PERTIMBANGAN PRAKTIS DALAM PENGGUNAAN GAS UNTUK TUJUAN ISOLASI

• Beberapa sifat yang disukai dari gas dielektrik untuk aplikasi tegangan tinggi:(a) Kekuatan dielektrik tinggi,(b) Stabilitas termal dan aktivitas kimia terhadap bahan konstruksi,(c) Tidak-mudah terbakar(d) Suhu kondensasi rendah,(e) Perpindahan panasnya baik, dan(f) Siap ketersediaan pada biaya moderat

2.14 VAKUM ISOLASI

• Menurut teori Townsend, pertumbuhan saat ini tergantung pada drift yang dibebankan pada partikel. Dengan tidak adanya partikel tersebut, seperti dalam kasus vakum sempurna, seharusnya ada atau tidak ada konduksi dan vakum harus menjadi media isolasi sempurna. Namun, dalam praktiknya, kehadiran elektroda logam dan permukaan isolasi dalam vakum memperumit masalah oleh karena itu, di ruang hampa yang cukup tinggi tegangannya akan menyebabkan kerusakan.

Pengertian Vacuum

• Sebuah sistem vakum yang digunakan untuk menciptakan ruang hampa adalah sistem di mana tekanan dipertahankan pada nilai yang jauh di bawah tekanan atmosfer. Dalam sistem vakum Tekanan selalu diukur dari segi milimeter merkuri, di mana satu standar atmosfer sama dengan 760 milimeter merkuri pada suhu 00C. Istilah “satuan milimeter mercury” telah distandarisasi sebagai "Torr" oleh International Vacuum Society.

• Vacuum dapat diklasifikasikan sebagai berikut:Vakum tinggi : 1 x 10-3 - 1 x 10-6 Torr-Vakum sangat tinggi : 1 x 10-6 - 1 x 10-8 Torr-Vakum paling tinggi : 1 x 10-9 torr dan bawah.

• Untuk tujuan isolasi listrik, kisaran vakum umumnya yang digunakan adalah “vakum tinggi”, dalam kisaran tekanan 10-3 Torr – 10-6 Torr.

Vacuum Breakdown

• Beberapa mekanisme kerusakan pada tinggi tujuan vakum untuk membangun cara di mana pembebasan gas dapat dibawa sekitar dalam selang vakum. Banyak mekanisme yang berbeda untuk kerusakan Ini dapat dibagi menjadi tiga kategori: (a) mekanisme pertukaran Partikel(b) mekanisme emisi Lapangan(c) teori Rumpun

(a) Mekanisme Pertukaran PartikelDalam mekanisme ini diasumsikan bahwa sebuah partikel bermuatan akan dipancarkan dari satuelektroda di bawah aksi dari medan listrik tinggi, dan ketika memberi pengaruh pada elektroda yang lain, itu membebaskan partikel bermuatan sebaliknya. Partikel ini dipercepat oleh tegangan yang kembali ke elektroda pertama di mana mereka melepaskan lebih dari jenis partikel aslinya. Ketika proses ini menjadi kumulatif, dalam reaksi berantai terjadi yang mengarah pada pemecahan kesenjangan.

(b) Teori Bidang Emisi(i) Anoda Mekanisme PemanasanTeori ini mendalilkan bahwa elektron diproduksi di mikro-proyeksi kecil pada katoda karena bidang emisi membombardir anoda menyebabkan kenaikan suhu lokal dan gas rilis dan uap ke dalam celah vakum. Elektron ini mengionisasi atom gas dan menghasilkan ion positif. Ion-ion positif tiba di katoda, meningkatkan emisi elektron primer karena pembentukan muatan ruang dan menghasilkan sekunder elektron dengan membombardir permukaan.

(ii) Katoda Mekanisme PemanasanMekanisme ini mendalilkan bahwa dekat

kesenjangan tegangan breakdown, titik tajam pada permukaan katoda bertanggung jawab atas keberadaan sebelum-breakdown saat ini, yang dihasilkan sesuai dengan proses emisi lapangan. Arus ini menyebabkan pemanasan resistif di ujung titik dan ketika arus kritis density tercapai, ujung mencair dan meledak, sehingga memulai debit vakum.

c) Mekanisme RumpunCranberg adalah orang pertama yang mengusulkan teori ini. Dia awalnya mengasumsikan bahwa kerusakan akan terjadi ketika energi per satuan luas, W dikirim ke elektroda sasaran oleh rumpun melebihi nilai C, konstanta, karakteristik sepasang tertentu elektroda. Kuantitas W adalah produk dari tegangan kesenjangan (V) dan kepadatan muatan pada rumpun. Itu yang terakhir adalah sebanding dengan medan listrik E pada elektroda asal. Kriteria untuk kerusakan, oleh karena itu,VE=C’

(d) RingkasanMeskipun telah ada dalam jumlah besar pekerjaan yang dilakukan pada kerusakan vakum fenomena, sejauh ini, tidak ada satu teori pun telah berhasil menjelaskan semua yang tersedia pengukuran eksperimental dan pengamatan. Karena bukti eksperimental berlangsung untuk semua mekanisme yang didalilkan, tampak bahwa setiap mekanisme akan tergantung, untuk sebagian besar, pada kondisi di mana percobaan dilakukan.