Вы когда-нибудь видели вокруг высоковольтных проводов красивое свечение, а в сырую погоду, проходя мимо ЛЭП, слышали не очень приятное потрескивание? Все это является проявлением коронного разряда. В этой статье я расскажу механизм его образования, а так же почему его так не любят все энергетики. Итак, начнем.
Что такое коронный разряд
Сначала давайте дадим определение этому эффекту, итак Коронный разряд - это самостоятельный разряд в газовой среде, который появляется в сильно неоднородных полях у электродов со значительной кривизной поверхности (острая грань).
Главным условием начала образования разряда является то, что возле острия обязательно должна быть повышенная напряженность электрического поля, чем на остальном пути между электродами, которые как раз и создают разность потенциалов.
Само по себе воздушное пространство является диэлектриком и при стандартном давлении максимальное значение электрической напряженности равно 30 кВ/см. Именно при подобных показателях на кончике электрода начинает формироваться еле различимое свечение, которое внешне похоже на корону. Из-за этого такой тип разряда и стали именовать коронным.
Что примечательно данный процесс ионизации обычно протекает только вокруг коронирующего электрода, а второй электрод при этом выглядит обычно (корона отсутствует).
Примечание. Не думайте, что это явление имеет чисто техногенный характер. Такое явление встречается и в естественной среде. Так, например, на кронах высоких деревьев перед сильной грозой или же пургой.
Как формируется коронный разряд
Итак, теперь давайте разберем поэтапно процесс образования данного разряда (будет рассмотрена общепринятая теория).
Произвольная молекула воздуха случайным образом ионизируется, в результате этого отделяется электрон, который ускоряется под воздействием электромагнитного поля возле острого края. И электрон набирает такое количество энергии, что при столкновении со следующей молекулой происходит ионизация новой молекулы (при этом так же отделяется электрон).
А это значит, что общее количество заряженных частиц, которые активно перемещаются в магнитном поле вокруг острия, растет лавинообразным образом.
В случае того, если коронирующим электродом стал отрицательный электрод (катод), то данную корону именуют отрицательной, а лавина электронов в таком случае станет перемещаться от острия в направлении к положительному электроду.
Как только перемещающиеся электроны попадают в область, где напряженность электрического поля уже не позволяет поддерживать лавинообразную ионизацию, электроны начинают рекомбинировать с молекулами воздуха, при этом формируются отрицательные ионы, оные становятся носителями тока во внешней от короны области. Корона с отрицательным зарядом отличается равномерным свечением.
Если источником короны оказывается положительный электрод (анод), то лавина электронов перемещается к острию, а ионы наоборот стремятся наружу от острия.
В результате этого процесса на определенном расстоянии от острия, где электромагнитное поле ослабевает, носителями заряда остаются лишь положительно заряженные ионы, устремляющиеся в сторону отрицательного электрода.
И получается, что отличительной особенностью положительной короны являются стримеры, которые могут обретать вид искровых каналов.
В чем вред коронного разряда
Формирование коронного разряда на ВЛ приводит к увеличению потерь электроэнергии. Для того, чтобы избежать этого явления, в зависимости от класса напряжения, фазу разделяют на некоторое количество отдельных проводников. Это позволяет снизить локальную напряженность возле проводов и не допустить формирование коронного разряда в принципе.
Помимо этого могут быть применены анти-коронные кольца, которые внешне представляют из себя тороиды, выполненные из проводящего металла. При этом эти изделия крепятся обычно к терминалам либо другой высоковольтной части оборудования.
Где используют этот эффект
Данный процесс научились использовать и во благо. Так, например, коронный разряд применяется в электростатических очистителях газов для отыскания дефектов (трещин) в готовых изделиях. В копировальной технике для зарядки, разрядки фотобарабанов и переноски тонера на бумагу.
Заключение
Это все, что я хотел вам рассказать о таком несомненно красивом явлении как коронный заряд. Если статья оказалась вам интересна, то оцените ее лайком и спасибо за ваше драгоценное внимание!