TECNICAS DE ALTA TENSION

TECNICAS DE ALTA TENSION2015

DEDICATORIALa concepcin de este trabajo de investigacin est dedicada a mis padres, pilares fundamentales en mi vida. Sin ellos, jams hubiese podido conseguir lo que hasta ahora. Su tenacidad y lucha insaciable han hecho de ellos el gran ejemplo a seguir y destacar, no solo para m, sino para mis hermanos y familia en general.

AGRADECIMENTO

Mi sincero agradecimiento est dirigido hacia mi hermano, quien con su ayuda desinteresada, me brindo informacin relevante, prxima, pero muy cercana al tema de investigacin realizado. A mi familia por siempre brindarnos su apoyo, tanto sentimental, como econmico. Pero, principalmente mi agradecimiento est dirigido hacia la excelentsima persona de nuestro amigo y profesor Ing. Holger Meza, quien fomenta la investigacin y ser mejores personas y profesionales.

FRASES CELEBRESIEl primer paso de la ignorancia es presumir de saber.Errar es humano, pero ms lo es culpar de ello a otros.Cada uno muestra lo que es en los amigos que tiene.No te pongas en el lado malo de un argumento simplemente porque tu oponente se ha puesto en el lado correcto.BALTASAR GRACIN 1601-1658. Escritor espaol

II

La belleza que atrae rara vez coincide con la belleza que enamora.Siempre que ensees, ensea a la vez a dudar de lo que ensees.El malvado descansa algunas veces; el necio jams.JOS ORTEGA Y GASSET 1883-1955.

INDICE

1.TEORIA DE TOWSEND61.1.INTRODUCCION61.2.DEFINICION61.3.DESCRIPCION61.4.PROCESO DE RUPTURA EN LAS DESCARGAS ELCTRICAS EN GASES.71.4.1.MECANISMO DE RUPTURA: TOWNSEND.71.4.2.MECANISMO DE DISRUPCION TOWNSEND81.5.TEORIA DE TOWNSEND PARA DESCARGAS ELECTRICAS EN GASES91.6.FORMACIN DE LAS DESCARGAS ELCTRICAS91.6.1.COEFICIENTE DE LA PRIMERA IONIZACIN DE TOWNSEND91.6.2.SEGUNDO COEFICIENTE DE IONIZACIN DE TOWNSEND .141.7.CRITERIO DE FORMACIN DE DESCARGA DE TOWNSEND161.8.TEORA DE CANALES PARA LA DESCARGA ELCTRICA EN GASES.161.8.1.CANAL DIRIGIDO AL CATODO171.8.2.CANAL DIRIGIDO AL ANODO171.9.DESARROLLO DE LA DESCARGA191.10.CRITERIO DE DISRUPCION201.11.APLICACIONES211.11.1.FOTOTUBOS GAS211.11.2.DETECTORES DE RADIACION IONIZANTE222.CONCLUCIONES233.BIBLIOGRAFIA234.REFERENCIAS WEB23

INTRODUCCIONCon el incremento de la demanda de energa elctrica, el sistema de potencia ambos estn creciendo en tamao y complejidad.

El mecanismo que rige la descarga en los gases es el comportamiento de la corriente en funcin de la tensin entre los electrodo.

Este mecanismo con lleva a una ruptura de la rigidez dielctrica del medio circundante yes ampliamente conocido como Descarga de Townsend.

En este trabajo, se detallan algunos de los principales procesos fsicos, que tienen lugar durante las descargas elctricas en gases. En concreto, se detallan los mecanismos de ruptura Townsend y hallaremos los diferentes coeficientes obtenidos en este proceso.

1. TEORIA DE TOWSEND

1.1. INTRODUCCIONLa teora de Ramsauer-Townsend, tambin llamadoefecto Ramsaueroefecto Townsend, es un fenmeno fsico que involucradispersinde electrones de baja energa por tomos de ungas noble. Debido a que su explicacin requiere de la teora ondulatoria de lamecnica cuntica, muestra la necesidad de teoras fsicas ms sofisticadas que la fsica Newtoniana.

1.2. DEFINICIONCuando unelectrnse mueve a travs de un gas, su interaccin con los tomos del gas genera una dispersin. Estas interacciones estn clasificadas como inelsticas, cuando causan excitacin oionizacindel tomo del gas, yelsticascuando no la causan.Laprobabilidad de dispersinen tal sistema se define como el nmero de electrones dispersados por unidad de corriente, por unidad de longitud de camino, por unidad de presin a 0C, por unidad dengulo slido. Elnmero de colisioneses igual al nmero total de electrones dispersados, tanto elstica como inelsticamente, en todo ngulo slido. Laprobabilidad de colisines el nmero total de colisiones por unidad de corriente de electrones por unidad de longitud de camino por unidad de presin a 0C.Debido a que los tomos de un gas noble tienen unaenerga de ionizacinrelativamente alta y los electrones no tienen suficiente energa para causar niveles electrnicos excitados, la ionizacin y la excitacin del tomo son poco probables y la probabilidad de dispersin elstica sobre todo el ngulo slido es igual a la probabilidad de colisin.1.3. DESCRIPCIONEste efecto fue nombrado as por el fsico alemnCarl Ramsauer(1879-1955) y el fsico-matemtico irlandsJohn Sealy Townsend(1868-1957), quienes, independientemente, estudiaron las colisiones entre tomos y electrones de baja energa a inicios de la dcada de 1920.Si se trata de predecir la probabilidad de colisin con un modelo clsico que considera al electrn y al tomo como esferas duras, se encuentra que la probabilidad de colisin disminuyemontonamentecuando aumenta la energa del electrn. Sin embargo, Ramsauer y Townsend encontraron que para electrones de baja velocidad en colisin conargn,kriptnoxenn, la probabilidad de colisin entre los electrones y los tomos del gas tiene un valor mnimo para ciertaenerga cinticade los electrones, (por ejemplo,para el xenn)No exista una explicacin convincente de este fenmeno antes de la introduccin de lamecnica cuntica, la cual explica este efecto como resultado de las propiedades ondulatorias del electrn. Un modelo simple de la colisin que hace uso de la teora ondulatoria puede predecir la existencia del mnimo de Ramsauer-Townsend visto experimentalmente. Este modelo fue propuesto por, en el cual modela al tomo con un pozo cuadradoLa prediccin teora de que la energa cintica produce el mnimo de Ramsauer-Townsend es complicado, ya que el problema involucra efectos relativistas, intercambio de electrones y polarizacin de espn. Sin embargo, el problema ha sido extensamente investigado, tanto experimental como tericamente1.4. PROCESO DE RUPTURA EN LAS DESCARGAS ELCTRICAS EN GASES.1.4.1. MECANISMO DE RUPTURA: TOWNSEND.Un campo elctrico externo (generado por la diferencia de potencial entre los electrodos) acta sobre las cargas del medio gaseoso. Townsend descubri la relacin entre la corriente que atraviesa los dos electrodos y la tensin aplicada, diferenciando tres regiones:

Una primera, en la que la corriente aumenta casi directamente a la tensin aplicada (debido a la formacin natural de iones libres en el aire). Cuando se alcanza el valor de saturacin Io, un tramo que permanece casi constante y uno en el que tras superar la tensin un valor V2, la corriente aumenta exponencialmente con ella.Townsend explic est ltima etapa, mediante procesos de ionizacin de las molculas del gas, por colisiones de electrones, que adquiran suficiente energa para ionizar las partculas neutras del gas.1.4.2. MECANISMO DE DISRUPCION TOWNSENDEfecto Townsend, es un fenmeno fsico que involucra dispersin de electrones de baja energa por tomos de un gas noble.Cuando un electrn se mueve a travs de un gas, su interaccin con los tomos del gas genera una dispersin. Estas interacciones estn clasificadas como inelsticas, cuando causan excitacin o ionizacin del tomo del gas, y elsticas cuando no la causan. Debido a que los tomos de un gas noble tienen una energa de ionizacin relativamente alta y los electrones no tienen suficiente energa para causar niveles electrnicos excitados, la ionizacin y la excitacin del tomo son poco probables y la probabilidad de dispersin elstica sobre todo el ngulo slido es igual a la probabilidad de colisin.Los experimentos de Townsend consideran, la medida de la corriente promedio de disrupcin en gaps forma un campo uniforme al aplicar voltajes estticos. El arreglo utilizado en el graf.11, en donde la luz ultravioleta al impactar contra el ctodo libera los electrones inciales de la descarga este mecanismo es matemtico.Arreglo para Anlisis de las Corriente Promedio de Pre Distribucin

Para comprender mejor la teora de descarga elctrica atmosfrica es necesario hacer una breve introduccin a las dos teoras de descargas en gases actualmente reconocidas como teora de Townsend y la teora de canales.1.5. TEORIA DE TOWNSEND PARA DESCARGAS ELECTRICAS EN GASESLa investigacin que se realiz para su formular su teora se bas en planteamiento de dos coeficientes que modelan tanto el comportamiento de molculas de gas, como la influencia de los electrodos en el proceso de descarga elctrica en gases.Los dos coeficientes que modelan tanto el comportamiento de las molculas de gas, como la influencia de los electrodos en el proceso de la descarga elctrica en gases.1.6. FORMACIN DE LAS DESCARGAS ELCTRICAS1.6.1. COEFICIENTE DE LA PRIMERA IONIZACIN DE TOWNSENDLas descargas elctricas, tanto las disruptivas como las parciales, tienen lugar debido a la ionizacin de los tomos del aislante o dielctrico que separa dos superficies con diferente potencial. Pueden verse con mayor detalle los estudios realizados por Townsend.Townsend descubri que existe una relacin entre la corriente que atraviesa el espacio entre dos conductores planos y la diferencia de potencial aplicada en los mismos. Esta relacin se muestra en la Figura 1, mostrada a continuacin.

Relacin entre la corriente y la tensin entre dos conductores planos antes de la descargaTal y como muestra en la figura anterior, Townsend descubri que el aumento de la corriente con la tensin tiene tres tramos diferenciados, hasta que se produce la descarga elctrica o ruptura del aislante. En el primer tramo (0-V1), la corriente aumenta casi directamente proporcional a la tensin aplicada. Este transporte de la corriente es debido a la formacin natural de los iones libres en el aire. Cuando se alcanza el valor de corriente de saturacin, representado en la figura por i0, comienza el segundo tramo (V1-V2) en el cual la corriente permanece casi constante. Si se aplican tensiones mayores a V2 de forma mantenida, se alcanzan valores de corriente superiores a i0. En este tercer tramo, a partir de V2, la corriente aumenta de forma exponencial al aumentar la tensin aplicada.Townsend atribuy el aumento de la corriente a partir de V2 (Figura 3) a la ionizacin del gas (aislante que separa los conductores) por la colisin de los electrones. Supuso que al aumentar la tensin y aumentar por lo tanto el campo elctrico, los electrones adquiran ms velocidad y alcanzaban suficiente energa en los choques para poder ionizar a las partculas del gas por colisin.Para explicar este comportamiento Townsend defini el valor , conocido comocoeficiente de la primera ionizacin de Townsend. Este coeficiente representa el nmero de electrones libres que es capaz de producir un electrn por unidad de longitud de camino libre, en la direccin del campo elctrico aplicado.La Ecuacin (9) representa su aplicacin y significado a la hora de comprender el comportamiento de la multiplicacin electrnica en las descargas elctricas.En dicha ecuacin n es el nmero de electrones a una distancia x del ctodo en la direccin del campo elctrico aplicado; dn representa el incremento de electrones en la longitud dx, ver Figura:

Si integramos esta expresin en funcin de la distancia obtenemos la Ecuacin

O en trminos de corriente:

Donde es el nmero de electrones que abandonan inicialmente el ctodo y es conocido como avalancha y representa el nmero de electrones libres producidos por un electrn en el viaje desde el ctodo hasta el nodo. La Figura 2 muestra un esquema de este proceso de avalancha.

Creacin de electrones libres en el proceso de avalanchaComo ya vimos en la Ecuacin (3) cuando la temperatura es constante en un determinado gas, la distribucin de energa ! slo depende de . El primer coeficiente de ionizacin de Townsend (), depende tanto de la densidad del gas aislante o presin p como de la energa que es capaz de ganar el electrn en las colisiones con los tomos del gas. Por lo tanto podemos expresar este coeficiente como muestran la Ecuacin (12) y Ecuacin (13).

Donde E es la intensidad del campo elctrico aplicado. Por lo que se puede entender el coeficiente de la primera ionizacin de Townsend como la probabilidad de ionizacin por colisin.Desarrollando la Ecuacin (1) para el rea real de ionizacin por colisin y . La densidad del gas aislante obtenemos:

Donde siendo k la constante universal de Boltzman y T la temperatura del gas. Esta dependencia existente entre no se cumple exactamente para todo el rango de #%_ ya que existen fenmenos que participan en la ionizacin que no se estn teniendo en cuenta en esta correlacin. La Ecuacin (14) puede determinar el proceso de ionizacin para ciertos rangos incluso tomando A y B como constantes. Algunos valores de estas constantes calculados experimentalmente para los gases ms comunes dentro de los rangos especificados se muestran a continuacin en la Tabla.Constantes de ionizacin A y B T=20C

El hecho de que los valores tericos de A y B difieran de los experimentales es debido a las consideraciones estimadas, tales como que todos los electrones que alcanzan el nivel de energa e V1 se ionizan, siendo la probabilidad real mxima de 0.5 cuando la energa que alcanza el electrn es de 4 a 6 veces la de ionizacin (e v1). Tambin se ha supuesto que los caminos libres principales son independientes de la energa de los electrones, lo cual no escierto. Un anlisis ms exhaustivo tendra que tener en cuenta la dependencia de la seccin de ionizacin por colisin () con la energa de los electrones.En la Figura 5 [Kuffel00], podemos ver la relacin entre /p y E/p tomando los valores de A y B experimentales para el N2 y el H2 a T=0C.Relacin entre /p y E/p para el H2 y N2 a T=0CDe esta figura se puede concluir que la probabilidad de ionizacin aumenta al aumentar el campo elctrico, aunque de manera diferente para cada gas.

1.6.2. SEGUNDO COEFICIENTE DE IONIZACIN DE TOWNSEND .Cuando Townsend represent el log I frente a la distancia de separacin de los electrodos d, para una presin dada p y manteniendo el campo elctrico E constante, se percat de que a partir de cierto valor de d el crecimiento de la corriente era mayor al esperado por la Ecuacin. La representacin se puede apreciar en la Figura.

Variacin de la corriente en funcin de la separacin entre los electrodos, con campo y presin uniformesPara explicar el alejamiento de la linealidad, Townsend postul que un segundo mecanismo deba estar afectando a la corriente de la descarga elctrica. La conclusin a la que lleg fue que nuevos electrones estaban participando en el proceso de descarga aparte de los producidos por la ionizacin del gas aislante. Consider que este aporte extra de electrones eran liberados del ctodo por los mtodos mostrados anteriormente.Otros procesos causantes del aumento de la corriente en la Figura 6 es el debido a la fotoionizacin del gas, la emisin secundaria de electrones del ctodo por el impacto de fotones, e incluso el efecto de las metas estables. El mecanismo secundario predominante depende de las condiciones del entorno, tales como la presin, el campo elctrico aplicado, la forma y composicin de los electrodos... Adems puede haber ms de un mecanismo que participe en la ionizacin secundaria dentro del gas que separa los electrodos. El coeficiente de la segunda ionizacin descrito por Townsend () incluye a todos los mecanismos que estn participando en la ionizacin secundaria.La corriente puede expresarse mediante la Ecuacin.

Donde I es la corriente que atraviesa el aislante, I0 es la corriente que inicialmente abandona el ctodo (sin tener en cuenta el efecto de la ionizacin secundaria), es el coeficiente de la primera ionizacin de Townsend, d es la distancia de separacin entre electrodos y es el coeficiente de la segunda ionizacin de Townsend. ste coeficiente est muy influenciado por la naturaleza de la superficie del ctodo. Cuanto menor es la funcin de trabajo (energa necesaria para liberar un electrn de la superficie del ctodo), mayor ser la emisin de electrones producida, ante las mismas condiciones. El valor de es pequeo para valores pequeos de y aumenta al aumentar .Esto es debido a que cuanto mayor sea habr mayor nmero de iones positivos y fotones con la energa suficiente para liberar los electrones de la superficie del ctodo. En la Tabla se ve la influencia de la superficie del ctodo en el valor de .

Influencia de la superficie del ctodo en el valor de .

Siendo Vm el tensin mnimo de ruptura del aire.1.7. CRITERIO DE FORMACIN DE DESCARGA DE TOWNSENDAl aumentar la tensin entre dos electrodos separados por aire, la corriente responde a la Ecuacin. A partir de dicha ecuacin y mediante un desarrollo matemtico, se obtiene que el criterio de descarga de Townsend sea:

Donde epresenta el coeficiente de la primera ionizacin de Townsend efectivo y es el coeficiente de la segunda ionizacin. Si el nmero de pares de iones producidos en el aire por el paso de la avalancha electrnica es suficientemente grande como para que los iones positivos resultantes puedan, por el bombardeo del ctodo, liberar un electrn secundario de la superficie del mismo que cause un nuevo proceso de avalancha. ste electrn secundario puede provenir tambin de la fotoionizacin. Si esto sucede la descarga puede auto sustentarse, es decir, puede mantenerse sin el aporte de la fuente que la origin (produjo I0). Por lo que la Ecuacin representa el umbral para la descarga. Si es mayor que uno, la descarga crece muy rpidamente, es decir, el nmero de avalanchas sucesivas producidas es cada vez mayor. Si por el contrario tenemos que < 1 la descarga no se auto sustenta, es decir, que si eliminas la fuente de energa que crea la descarga termina por extinguirse.1.8. TEORA DE CANALES PARA LA DESCARGA ELCTRICA EN GASES.La teora sobre el mecanismo de descargas elctricas formulado por Townsend no tiene en cuenta el campo elctrico creado por los portadores de carga en el transcurso de la avalancha. La teora de canales surge para explicar algunos fenmenos de la ruptura dielctrica, que bajo ciertas condiciones de presin, la teora de Townsend no aclara satisfactoriamente. Segn Townsend la ruptura debe producirse despus del tiempo de trnsito del electrn ti, o por lo menos en ese tiempo. Sin embargo en ocasiones la ruptura tiene lugar en un tiempo inferior a ti y sin presentarse efectos secundarios o de emisin catdica. La teora de canales explica este tipo de ruptura tanto si los canales estn dirigidos al ctodo como si estn dirigidos al nodo. En los siguientes prrafos se detallan ambas teoras.

1.8.1. CANAL DIRIGIDO AL CATODODesarrollado por Loeb y Meek para un campo uniforme, se describe como el volumen de cargas positivas que deja la avalancha electrnica en el entrehierro al ser las cargas negativas absorbidas por el nodo. Esta distribucin de cargas tiene forma cnica, tal y como se ve en la Figura.

Esta regin de cargas positivas no es suficiente para producir la descarga, puesto que su densidad es muy baja. No obstante, en el gas que se encuentra alrededor de la avalancha, se producen procesos de fotoionizacin, generando electrones que s tienen alta densidad. Las avalanchas auxiliares, producidas por estos electrones, se generan alrededor de la avalancha principal, intensificando la carga espacial en la direccin al ctodo (Figura 7(b)). Este proceso es, a su vez, ayudado por el refuerzo de campo que produce la carga espacial. El proceso contina hasta producirse un canal de ionizacin que se extiende desde el nodo hasta el ctodo (Figura 7(c)).1.8.2. CANAL DIRIGIDO AL ANODORaether observ que cuando la concentracin de portadores de carga en una avalancha (PZ) es del orden de 106-108 el efecto avalancha se suaviza, mientras que si es mayor a 108 la corriente de la avalancha sufre un aumento en escaln, con lo que se produce la ruptura del aislante.Tanto el crecimiento por debajo de la exponencial (crecimiento de la avalancha esperado por Townsend, "HI), como el aumento en escaln se atribuyen al cambio del campo elctrico externo #G por la distorsin que crea el campo elctrico interno formado por los portadores de carga sobre ste.Durante la avalancha los portadores de carga se desplazan a diferentes velocidades. En este desplazamiento los iones positivos se mueven hacia el ctodo y los electrones hacia el nodo. Este hecho provoca una concentracin de carga en el espacio interelectrdico. La separacin de las cargas crea un campo elctrico interno que es capaz de distorsionar el campo elctrico externo, aumentndolo en los extremos de las dos nubes de portadores y debilitndolo en medio de ellas. Dicha distorsin se representa en la Figura.

En la figura anterior se puede apreciar que el campo externo #G se distorsiona a lo largo del entrehierro. En la cabeza de la avalancha se encuentran los portadores de carga negativa, que por un lado se encuentran atrados por el nodo (representado en la segunda cima por encima de #G en la Figura 8.b)) y por otro lado por los portadores de carga positiva (espacio ms prximo entre las esferas de carga, se corresponde con la parte por debajo de #G en la Figura 8.b)). En la cola de la avalancha se encuentran los portadores de carga positiva, que tambin se ven atrados hacia los portadores negativos y hacia el ctodo (ver Figura 8.b)). La distorsin que disminuye el campo externo #G, es la que hace que se frene el proceso de descarga elctrica (crecimiento por debajo de la exponencial), mientras que la distorsin creada por la atraccin de los electrodos puede aumentar tanto el campo que produzca la descarga instantnea o descarga por canal.La hiptesis del mecanismo de canales de este tipo se fundamenta en la existencia de una primera ionizacin por impacto, de acuerdo con el segundo coeficiente de Townsend, y la fuerte ionizacin en la cabeza de la carga espacial, debida al efecto fotoelctrico. Tal y como se muestra en la Figura.8.a), la carga de los portadores se separa en dos esferas. Debido a que la velocidad de los portadores de carga negativa (electrones) es mayor que la delos de carga positiva, la carga espacial negativa siempre ir ms adelantada. El tamao y la forma de las cargas espaciales dependen de variables como la temperatura, la movilidad y la difusin, la densidad del gas.Este mecanismo de descarga tiene gran relevancia en las descargas parciales, principalmente en las producidas con campos no uniformes.

1.9. DESARROLLO DE LA DESCARGAAl considerar el arreglo de la graf.10, se aplica un voltaje constante V al gap, a travs de la resistencia R. Si RC la cada de voltaje VL (t) a travs de R, ampliada suficientemente y observada en un osciloscopio, indica la corriente de los portadores de la avalancha.Circuito experimental para Detectar Avalanchas nicas

El pulso de corriente producido por la avalancha, se comienza con un electrn nico desde el ctodo, que est compuesto por dispositivos electrnicos, esto seguido por componentes de electrones positivos, que viajan lentamente hacia el ctodo.Las ecuaciones consideran que una carga que se mueve dentro de un gap de campo elctrico uniforme de longitud d y con una velocidad v, produce una corriente en el circuito, dando la siguiente ecuacin: i = q.v/d.1.10. CRITERIO DE DISRUPCIONEn este caso no ha sido determinado matemticamente, sino que experimentalmente se ha determinado que existe un nmero pequeo de electrones, que provocan este segundo mecanismo, el orden de la cantidad de electrones necesarios fue determinado por el profesor Reather, se puede ver en la graf.15, para el caso del aire que ha servido como base del siguiente anlisis.Canal En direccin del Ctodo (Meek y Craggs).

Teora de canales para la descarga elctricas en gases, esta teora surge de la necesidad de explicar algunos fenmenos de la ruptura dielctrica, que bajo ciertas condiciones de presin, la teora de Townsend no aclara satisfactoriamente. La ruptura debe producirse despus del tiempo de transito del electrn ti, o por lo menos en ese tiempo. Los resultados experimentados demostraron que en algunas ocasiones la ruptura ocurra a un tiempo menor a ti sin presentarse a efectos secundarios o de emisin catdica. Es as como Reather, Meek y Loeb describan el proceso de ruptura elctrica en gases mediante la teora de canales, dirigidos al ctodo o al nodo. Canal dirigido al ctodo, fue desarrollado por Meek y Loeb, para campo uniforme y se puede describirse de la siguiente forma, cuando la avalancha elctrica cruza la regin interelectrodica los portadores de carga negativa son absorbidos por el nodo, dejando un volumen de descargas positivos de forma cnica. Esta regin de cargas positivas no es suficiente para producir la descarga, puesto que su densidad es muy bajo, no obstante, en el gas se encuentran alrededor de la avalancha, se producen procesos de fotoionizacin, generando electrones que se tiene alta densidad.1.11. APLICACIONES1.11.1. FOTOTUBOS GASMultiplicacin de avalancha durante la descarga Townsend se utiliza de forma natural en clulas fotoelctricas de gas, para amplificar la carga fotoelctrica generada por la radiacin incidente sobre el ctodo: actual alcanzable es normalmente 10 ~ 20 veces mayor respecto a la generada por clulas fotoelctricas de vaco.La puesta en marcha de la descarga Townsend establece el lmite superior a la tensin de bloqueo de un gas de descarga luminiscente tubo lleno puede soportar: este lmite es la tensin de ruptura de descarga Townsend tambin llamado tensin de encendido del tubo.La presencia de descargas de Townsend y resplandor de descarga de tensiones de ruptura formas la caracterstica de cualquier diodo de gas o una lmpara de nen de una manera tal que tiene una regin de resistencia diferencial negativa del tipo S-. Este hecho se suele utilizar para generar oscilaciones elctricas y formas de onda, como en el oscilador de relajacin cuyo esquema se muestra en la imagen a la derecha. La oscilacin en forma de dientes de sierra generada tiene una frecuenciaDonde Vs es la tensin de ruptura de descarga luminiscente, Vr es la tensin de ruptura de descarga Townsend, C R son, respectivamente, la capacitancia, la resistencia y la tensin de alimentacin del circuito.Puesto que la temperatura y el tiempo de estabilidad de las caractersticas de los diodos de gas y lmparas de nen es baja, y tambin la dispersin estadstica de los voltajes de ruptura es alta, la frmula anterior slo puede dar una indicacin cualitativa de lo que la frecuencia real de oscilacin.

1.11.2. DETECTORES DE RADIACION IONIZANTETownsend avalancha descargas son fundamentales para el funcionamiento de los detectores de ionizacin gaseosa tales como el tubo Geiger-Mller y el contador proporcional, ya sea en la deteccin de la radiacin ionizante o la medicin de su energa. La radiacin incidente se ionizar tomos o molculas en el medio gaseoso para producir pares de iones, pero el uso diferente est hecha por cada tipo de detector de los efectos resultantes de avalancha.En el caso de un tubo GM la alta intensidad de campo elctrico es suficiente para causar la ionizacin completa del gas de llenado que rodea el nodo de la creacin inicial de un solo par de iones. La salida del tubo GM lleva la informacin que se ha producido el evento, pero no hay informacin acerca de la energa de la radiacin incidente ..En el caso de los contadores proporcionales, la creacin de mltiples pares de iones se produce en el "deriva de iones" regin cerca del ctodo. El campo elctrico y geometras de cmara se seleccionan de manera que una "regin de avalancha" se crea en la inmediata proximidad del nodo. Un ion negativo a la deriva hacia el nodo entra en esta regin y crea una avalancha localizada que es independiente de las de otros pares de iones, pero que todava puede proporcionar un efecto de multiplicacin. De esta manera la informacin espectroscpica de la energa de la radiacin incidente est disponible por la magnitud del impulso de salida de cada suceso iniciador.El diagrama adjunto muestra la variacin de la corriente de ionizacin para un sistema de cilindro coaxial. En la regin de la cmara de iones, no hay avalanchas y el voltaje aplicado slo sirve para mover los iones hacia los electrodos para evitar una nueva combinacin. En la regin proporcional, avalanchas ocurren localizada en el espacio de gas alrededor de inmediato el nodo. El aumento de la tensin aumenta el nmero de avalanchas y de ese modo actual, hasta que se alcanza la regin Geiger donde el volumen total del gas de llenado alrededor de los nodos ionizado, y toda la informacin se pierde energa. Ms all de la regin Geiger el gas est en continua descarga debido a la alta intensidad de campo elctrico.

2. CONCLUCIONES Los electrones reaccionan mucho ms rpido y por tanto siempre estn en equilibrio termodinmico. Se mostr la problemtica que suponen las descargas elctricas en lo sistemas de alta tensin y como se realiza el fenmeno de TOUSEND. Explicamos los fenmenos fsicos que rigen o de los cuales dependen para su diseo los diferentes equipos de proteccin. Si se va a trabajar bajo presiones altas ser ms deseable que la polaridad entre los conductores sea positiva, mientras que si se sabe que se trabajar con presiones bajas lo mejor es emplear una polaridad negativa.

3. BIBLIOGRAFIA

NAIDU M S. Energia en alto voltaje SWAB, ADOLF. High Voltage Measurement Techniques.

4. REFERENCIAS WEB

http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Ramsauer%E2%80%93Townsend http://www.iit.upcomillas.es/pfc/resumenes/4c28faf594cad.pdf http://www.lajpe.org/sep09/27_LAJPE_308_Adrian_Corona.pdf http://bibing.us.es/proyectos/abreproy/70196/fichero/AnexoI%252FanexI.pdf http://repositorio.utc.edu.ec/bitstream/27000/861/1/T-UTC-0617.pdf http://docsetools.com/articulos-noticias-consejos/article_131710.html