Koronaalne eritis - päritolu, omadused ja rakendus

Teravalt ebahomogeensete elektromagnetväljade tingimustes võib välispindade suure kumerusega elektroodidel mõnes olukorras alata koroonalahendus - iseseisev elektrilahendus gaasis. Otsana võib toimida selle nähtuse jaoks sobiv kujund: ots, traat, nurk, hammas jne.

Tühjenemise alguse põhitingimus on see, et elektroodi terava serva lähedal peab olema suhteliselt suurem elektrivälja tugevus kui ülejäänud elektroodidevahelisel teel, mis tekitab potentsiaalide erinevuse.

Õhu puhul normaalsetes tingimustes (atmosfäärirõhul) on elektriintensiivsuse piirväärtus 30 kV / cm; sellise pinge juures tekib elektroodi otsas nõrk koroonalaadne kuma. Sellepärast nimetatakse eritist koroonalahenduseks.

Sellist tühjendust iseloomustab ionisatsiooniprotsesside ilmnemine ainult koroonaelektroodi läheduses, samas kui teine ​​elektrood võib tunduda täiesti normaalne, see tähendab ilma krooni moodustumiseta.

Koroonalahendusi võib mõnikord täheldada looduslikes tingimustes, näiteks puude latvadel, kui seda soodustab loodusliku elektrivälja jaotusmuster (enne äikest või lumetormi ajal).

Koroonalahenduse teke toimub järgmiselt. Õhumolekul ioniseerub kogemata ja elektron eraldub.

Elektron kogeb kiirenduse otsa lähedal asuvas elektriväljas ja saavutab selle ioniseerimiseks piisavalt energiat niipea, kui ta kohtab oma teel järgmist molekuli ja elektron tõuseb uuesti õhku. Otsa lähedal elektriväljas liikuvate laetud osakeste arv suureneb nagu laviin.

Kui terav koroonaelektrood on negatiivne elektrood (katood), nimetatakse sel juhul krooni negatiivseks ja ionisatsioonielektronide laviin liigub krooni tipust positiivsele elektroodile. Vabade elektronide teket soodustab katoodi termokiirgus.

Kui tipust liikuv elektronide laviin jõuab piirkonda, kus elektrivälja tugevus ei ole enam piisav laviini edasiseks ionisatsiooniks, rekombineeruvad elektronid neutraalsete õhumolekulidega, moodustades negatiivsed ioonid, mis muutuvad seejärel voolukandjateks väljaspool laviini. kroon. Negatiivsel kroonil on iseloomulik ühtlane helendus.

Juhul, kui krooni allikaks on positiivne elektrood (anood), on elektronide laviinide liikumine suunatud tipu poole ja ioonide liikumine otsast väljapoole. Sekundaarsed fotoprotsessid positiivselt laetud otsa lähedal hõlbustavad laviini vallandavate elektronide reprodutseerimist.

Kaugel tipust, kus elektrivälja tugevus ei ole laviini ionisatsiooni tagamiseks piisav, jäävad voolukandjad positiivseteks ioonideks, mis liiguvad negatiivse elektroodi suunas. Positiivset koroonat iseloomustavad tipust eri suundades levivad striimerid ning kõrgemal pingel võtavad striimerid sädekanalite kuju.

Koroona on võimalik ka kõrgepingeliinide juhtmetel ja siin toob see nähtus kaasa elektrikadusid, mis kuluvad peamiselt laetud osakeste liikumisele ja osaliselt kiirgusele.

Koroon liinide juhtidel tekib siis, kui nende väljatugevus ületab kriitilise väärtuse.

Koroona põhjustab voolukõvera kõrgemate harmooniliste tekkimist, mis võib ruumilaengute liikumise ja neutraliseerimise tõttu järsult suurendada elektriliinide häirivat mõju sideliinidele ja voolu aktiivset komponenti liinis.

Kui ignoreerida pingelangust koronaalkihis, siis võime eeldada, et juhtmete raadius ja seega ka liini läbilaskevõime perioodiliselt suureneb ning need väärtused kõiguvad sagedusega, mis on 2 korda suurem kui võrgu sagedus ( nende muutuste periood lõpeb töösageduse poolperioodiga).

Kuna liinis oleva koroonaga energiakadu mõjutavad oluliselt atmosfäärinähtused, tuleks kadude arvutamisel arvesse võtta järgmisi peamisi ilmaliike: ilus ilm, vihm, pakane, lumi.

Selle nähtuse vastu võitlemiseks on elektriliini juhid jagatud mitmeks osaks, olenevalt liini pingest, et vähendada juhtmete läheduses olevat kohalikku pinget ja vältida põhimõtteliselt koroona teket.

Juhtide eraldatuse tõttu väheneb väljatugevus, kuna eraldatud juhtmete pindala on suurem kui ühe sama ristlõikega juhi pindala ja laeng eraldatud juhtidel suureneb. vähem kordades kui juhtmete pindala.

Väiksemad traadi raadiused suurendavad koroonakadu aeglasemalt. Väiksemad koroonakaod saadakse siis, kui juhtmete vaheline kaugus faasis on 10 — 20 cm. Küll aga on oht, et faasijuhtme kimbul võib tekkida jääkasv, mis toob kaasa tuule rõhu järsu tõusu liinil , vahemaa on 40-50 cm.

Lisaks kasutatakse kõrgepinge ülekandeliinidel koroonavastaseid rõngaid, mis on juhtivast materjalist, tavaliselt metallist, valmistatud toroidid, mis on kinnitatud terminali või muu kõrgepinge riistvaraosa külge.

Koroonarõnga ülesanne on jaotada elektrivälja gradienti ja langetada selle maksimumväärtusi allapoole koroonaläve, vältides seeläbi koroonalahenduse täielikku või vähemalt selle lagundamise hävitava mõju kandumist väärtuslikest seadmetest üle. ring.

Koroonalahendus leiab praktilist rakendust elektrostaatilistes gaasipuhastites, aga ka pragude tuvastamiseks toodetes.Paljundustehnoloogias — fotojuhtide laadimiseks ja tühjendamiseks ning värvipulbri paberile kandmiseks. Lisaks saab koroonalahendust kasutada hõõglambi sisemuse rõhu määramiseks (identsete lampide koroona suuruse järgi).