Coronal discharge - pinagmulan, katangian at aplikasyon

Sa ilalim ng mga kondisyon ng matinding inhomogeneous electromagnetic field, sa mga electrodes na may mataas na curvature ng mga panlabas na ibabaw, sa ilang mga sitwasyon ay maaaring magsimula ang corona discharge - isang independiyenteng electrical discharge sa isang gas. Bilang isang tip, ang isang hugis na angkop para sa hindi pangkaraniwang bagay na ito ay maaaring kumilos: tip, wire, sulok, ngipin, atbp.

Ang pangunahing kondisyon para sa pagsisimula ng paglabas ay na malapit sa matalim na gilid ng elektrod ay dapat mayroong isang medyo mas mataas na lakas ng electric field kaysa sa natitirang landas sa pagitan ng mga electrodes, na lumilikha ng isang potensyal na pagkakaiba.

Para sa hangin sa ilalim ng normal na mga kondisyon (sa atmospheric pressure), ang limitasyon ng halaga ng electric intensity ay 30 kV / cm; sa ganoong boltahe, lumilitaw ang mahinang parang korona sa dulo ng elektrod. Ito ang dahilan kung bakit ang discharge ay tinatawag na corona discharge.

Ang ganitong paglabas ay nailalarawan sa pamamagitan ng paglitaw ng mga proseso ng ionization lamang sa paligid ng corona electrode, habang ang pangalawang elektrod ay maaaring lumitaw na ganap na normal, iyon ay, nang walang pagbuo ng isang corona.

Ang mga paglabas ng corona minsan ay maaaring maobserbahan sa mga natural na kondisyon, halimbawa sa mga tuktok ng mga puno, kapag ito ay pinadali ng pattern ng pamamahagi ng natural na electric field (bago ang bagyo o sa panahon ng snowstorm).

Ang pagbuo ng corona discharge ay nagpapatuloy sa sumusunod na paraan. Ang isang molekula ng hangin ay hindi sinasadyang na-ionize at isang electron ang ibinubuga.

Ang electron ay nakakaranas ng isang acceleration sa isang electric field malapit sa dulo at umabot ng sapat na enerhiya upang ionize ito sa sandaling ito ay makatagpo ng susunod na molekula sa kanyang landas at ang electron ay umaalis muli. Ang bilang ng mga naka-charge na particle na gumagalaw sa isang electric field malapit sa dulo ay tumataas tulad ng isang avalanche.

Kung ang matalas na corona electrode ay isang negatibong elektrod (cathode), sa kasong ito ang korona ay tatawaging negatibo at ang isang avalanche ng ionization electron ay lilipat mula sa dulo ng korona patungo sa positibong elektrod. Ang henerasyon ng mga libreng electron ay pinadali ng thermionic radiation ng katod.

Kapag ang isang avalanche ng mga electron na gumagalaw mula sa dulo ay umabot sa rehiyon kung saan ang lakas ng electric field ay hindi na sapat para sa karagdagang avalanche ionization, ang mga electron ay muling pinagsama sa mga neutral na molekula ng hangin, na bumubuo ng mga negatibong ion, na pagkatapos ay nagiging kasalukuyang mga carrier sa lugar sa labas ng korona. Ang negatibong korona ay may katangiang unipormeng glow.

Kung ang pinagmulan ng corona ay isang positibong elektrod (anode), ang paggalaw ng mga avalanch ng mga electron ay nakadirekta patungo sa dulo, at ang paggalaw ng mga ion ay nakadirekta palabas mula sa dulo. Ang mga pangalawang photoprocess na malapit sa tip na may positibong charge ay nagpapadali sa pagpaparami ng mga electron na nagti-trigger ng avalanche.

Malayo sa dulo, kung saan ang lakas ng electric field ay hindi sapat upang matiyak ang avalanche ionization, ang kasalukuyang mga carrier ay nananatiling positibong mga ion na lumilipat patungo sa negatibong elektrod. Ang positibong korona ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga streamer na kumakalat sa iba't ibang direksyon mula sa dulo, at sa mas mataas na boltahe ang mga streamer ay nasa anyo ng mga spark channel.

Posible rin ang Corona sa mga wire ng mga linya ng kuryente na may mataas na boltahe, at dito ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay humahantong sa pagkawala ng kuryente, na ginugol pangunahin sa paggalaw ng mga sisingilin na particle at bahagyang sa radiation.

Ang corona sa mga konduktor ng mga linya ay nangyayari kapag ang lakas ng field sa kanila ay lumampas sa kritikal na halaga.

Ang Corona ay nagdudulot ng paglitaw ng mas mataas na mga harmonika sa kasalukuyang kurba, na maaaring tumaas nang husto ang nakakagambalang impluwensya ng mga linya ng kuryente sa mga linya ng komunikasyon at ang aktibong bahagi ng kasalukuyang nasa linya, dahil sa paggalaw at neutralisasyon ng mga singil sa espasyo.

Kung balewalain natin ang pagbaba ng boltahe sa coronal layer, maaari nating ipagpalagay na ang radius ng mga wire at samakatuwid ang kapasidad ng linya ay pana-panahong tumataas at ang mga halagang ito ay nagbabago sa dalas ng 2 beses na mas malaki kaysa sa dalas ng network (ang Ang panahon ng mga pagbabagong ito ay nagtatapos sa kalahating panahon ng dalas ng pagpapatakbo).

Dahil ang mga atmospheric phenomena ay may makabuluhang impluwensya sa pagkawala ng enerhiya kasama ang korona sa linya, ang mga sumusunod na pangunahing uri ng panahon ay dapat isaalang-alang kapag kinakalkula ang mga pagkalugi: makatarungang panahon, ulan, hamog na nagyelo, niyebe.

Upang labanan ang hindi pangkaraniwang bagay na ito, ang mga konduktor ng linya ng kuryente ay nahahati sa maraming bahagi, depende sa boltahe ng linya, upang mabawasan ang lokal na boltahe malapit sa mga konduktor at maiwasan ang pagbuo ng corona sa prinsipyo.

Dahil sa paghihiwalay ng mga konduktor, ang lakas ng field ay bumababa dahil sa mas malaking ibabaw na lugar ng mga pinaghiwalay na konduktor kumpara sa ibabaw na lugar ng isang solong konduktor ng parehong cross-section, at ang singil sa mga pinaghiwalay na konduktor ay tumataas. sa isang mas maliit na bilang ng mga beses kaysa sa ibabaw na lugar ng mga konduktor.

Ang mas maliit na wire radii ay nagbibigay ng mas mabagal na pagtaas ng corona loss. Ang pinakamaliit na pagkalugi ng corona ay nakukuha kapag ang distansya sa pagitan ng mga conductor sa phase ay 10 — 20 cm. Gayunpaman, dahil sa panganib ng paglaki ng yelo sa phase conductor bundle, na hahantong sa isang matalim na pagtaas sa presyon ng hangin sa linya , ang distansya ay tumatagal ng 40-50 cm.

Bilang karagdagan, ang mga anti-corona ring ay ginagamit sa mga high-voltage transmission lines, na mga toroids na gawa sa conductive material, kadalasang metal, na nakakabit sa isang terminal o iba pang high-voltage na bahagi ng hardware.

Ang papel na ginagampanan ng corona ring ay upang ipamahagi ang gradient ng electric field at babaan ang pinakamataas na halaga nito sa ibaba ng corona threshold, sa gayon pinipigilan ang paglabas ng corona nang lubusan o hindi bababa sa mga mapanirang epekto ng discharge na inililipat mula sa mahalagang kagamitan patungo sa singsing.

Ang paglabas ng Corona ay nakakahanap ng praktikal na aplikasyon sa mga electrostatic gas purifier, pati na rin para sa pag-detect ng mga bitak sa mga produkto.Sa teknolohiya ng pagkopya — para i-charge at i-discharge ang mga photoconductor at ilipat ang coloring powder sa papel. Bilang karagdagan, ang paglabas ng corona ay maaaring gamitin upang matukoy ang presyon sa loob ng isang maliwanag na lampara (sa laki ng korona sa magkatulad na mga lamp).