Koronális váladékozás - eredet, jellemzők és alkalmazás
Élesen inhomogén elektromágneses mezők körülményei között a külső felületek nagy görbületű elektródáin bizonyos helyzetekben koronakisülés - független elektromos kisülés gázban - kezdődhet. Tippként egy erre a jelenségre alkalmas forma hathat: hegy, drót, sarok, fog stb.
A kisülés megkezdésének fő feltétele, hogy az elektróda éles széle közelében viszonylag nagyobb elektromos térerősség legyen, mint az elektródák közötti út többi részén, ami potenciálkülönbséget hoz létre.
Normál körülmények között (légköri nyomáson) lévő levegő esetében az elektromos intenzitás határértéke 30 kV / cm; ilyen feszültségnél az elektróda hegyén gyenge koronaszerű izzás jelenik meg. Ezért nevezik a váladékozást koronakisülésnek.
Az ilyen kisülésre jellemző, hogy ionizációs folyamatok csak a koronaelektróda közelében jelennek meg, míg a második elektróda teljesen normálisnak tűnhet, vagyis koronaképződés nélkül.
Koronakisülések olykor természetes körülmények között is megfigyelhetők, például a fák tetején, amikor ezt a természetes elektromos tér eloszlási mintázata segíti elő (zivatar előtt vagy hóvihar idején).
A koronakisülés kialakulása a következő módon megy végbe. Egy levegőmolekula véletlenül ionizálódik, és egy elektron bocsát ki.
Az elektron gyorsulást tapasztal a csúcs közelében lévő elektromos mezőben, és elegendő energiát ér el ahhoz, hogy ionizálja, amint találkozik az útjában lévő következő molekulával, és az elektron ismét felszáll. A csúcs közelében elektromos térben mozgó töltött részecskék száma lavinaszerűen növekszik.
Ha az éles koronaelektróda negatív elektród (katód), ebben az esetben a koronát negatívnak nevezzük, és ionizációs elektronok lavina mozdul el a korona csúcsától a pozitív elektród felé. A szabad elektronok keletkezését a katód termikus sugárzása segíti elő.
Amikor a csúcsról elmozduló elektronlavina eléri azt a tartományt, ahol az elektromos tér ereje már nem elegendő a további lavinaionizációhoz, az elektronok rekombinálódnak semleges levegőmolekulákkal, negatív ionokat képezve, amelyek aztán áramhordozókká válnak a lavina területén kívüli területen. korona. A negatív korona jellegzetes egyenletes fényű.
Abban az esetben, ha a korona forrása egy pozitív elektród (anód), az elektronlavina mozgása a csúcs felé, az ionok mozgása pedig a csúcstól kifelé irányul. A pozitív töltésű csúcs közelében zajló másodlagos fotofolyamatok elősegítik a lavinát kiváltó elektronok reprodukálását.
A csúcstól távol, ahol az elektromos térerősség nem elegendő a lavinaionizáció biztosításához, az áramhordozók pozitív ionok maradnak, amelyek a negatív elektróda felé haladnak. A pozitív koronát a csúcstól különböző irányokba terjedő streamerek jellemzik, nagyobb feszültségeknél a streamerek szikracsatornák formáját öltik.
A nagyfeszültségű vezetékek vezetékein is előfordulhat korona, és itt ez a jelenség elektromos veszteségekhez vezet, ami főként a töltött részecskék mozgására, részben pedig a sugárzásra fordítódik.
Korona a vonalak vezetőin akkor fordul elő, ha a rajtuk lévő térerősség meghaladja a kritikus értéket.
A korona magasabb felharmonikusok megjelenését okozza az áramgörbében, ami a tértöltések mozgása és semlegesítése miatt jelentősen megnövelheti a távvezetékek zavaró hatását a kommunikációs vonalakra és a vezetékben lévő áram aktív összetevőjét.
Ha figyelmen kívül hagyjuk a koronaréteg feszültségesését, akkor feltételezhetjük, hogy a vezetékek sugara és ezáltal a vezeték kapacitása periodikusan növekszik, és ezek az értékek a hálózat frekvenciájánál kétszeres frekvenciával ingadoznak (a ezen változások időszaka az üzemi frekvencia felében ér véget).
Mivel a légköri jelenségek jelentősen befolyásolják az energiaveszteséget a sorban lévő koronával, ezért a veszteségek számításánál a következő főbb időjárási típusokat kell figyelembe venni: szép időjárás, eső, fagy, hó.
A jelenség leküzdésére az elektromos vezeték vezetékeit több részre osztják, a vezeték feszültségétől függően, hogy csökkentsék a helyi feszültséget a vezetékek közelében, és elvben megakadályozzák a koronaképződést.
A vezetők szétválása miatt a térerősség csökken az elválasztott vezetők nagyobb felülete miatt, mint egyetlen, azonos keresztmetszetű vezető felülete, és nő a szétválasztott vezetők töltése. kevesebb alkalommal, mint a vezetők felülete.
A kisebb huzalsugár lassabb növekedést eredményez a koronaveszteségben. A legkisebb koronaveszteség akkor érhető el, ha a fázisban a vezetékek távolsága 10-20 cm. Azonban a fázisvezetőköteg jégképződésének veszélye miatt, ami a vezetéken a szélnyomás meredek növekedéséhez vezet. , a távolság 40-50 cm.
Ezenkívül koronagyűrűket használnak a nagyfeszültségű távvezetékeken, amelyek vezető anyagból, általában fémből készült toroidok, amelyek egy kapocshoz vagy más nagyfeszültségű hardverrészhez vannak rögzítve.
A koronagyűrű szerepe az, hogy elosztja az elektromos tér gradiensét és a maximális értékeit a koronaküszöb alá csökkentse, ezáltal megakadályozza, hogy a koronakisülés teljes egészében, vagy legalábbis a kisülés pusztító hatása átkerüljön az értékes berendezésekről a gyűrű.
A koronakisülés gyakorlati alkalmazást talál az elektrosztatikus gáztisztítókban, valamint a termékek repedéseinek kimutatására.Másolástechnikában – fényvezetők töltésére és kisütésére, valamint színezőpor papírra átvitelére. Ezenkívül a koronakisülés segítségével meghatározható a nyomás egy izzólámpában (azonos lámpák koronamérete alapján).