Elektrisitet er mye brukt i det moderne liv, både i produksjon og i hverdagen. Produksjon av strøm og forbruk i det overveldende flertallet av tilfellene skjer ikke på ett sted, og avstanden mellom disse to punktene er ganske betydelig. Hovedmåten for å levere strøm til riktig sted er forskjellige kraftledninger.
Konstruksjonen av en elektrisk ledning for betydelig kapasitet er en veldig kostbar oppgave. Et av midlene for å redusere tilbakebetalingsperioden for kapitalkostnadene er å øke driftsspenningen: når den stiger med en konstant effekt, reduseres driftsstrømmen, og følgelig reduseres tapene.
Kraftledninger kan implementeres på grunnlag av kabler eller som luftledninger (LEP). Sistnevnte er fordelaktige ved at luft, som et godt naturlig dielektrikum, gjør det mulig å skille ledningene effektivt, noe som igjen sparer kostnader.
Koronautslipp i kraftledninger
Tap for konvertering til Joule varme direkte i faseledere er ikke den eneste tapsmekanismen i overføringslinjer. I tillegg til dem er det tap for de såkalte. koronautslipp. Den akustiske effekten av dets tilstedeværelse er tydelig hørbar, spesielt ved høy luftfuktighet, knitring og om natten manifesterer koronautslipp seg som en glød (korona) rundt de skarpe metallkanter gjenstander. Et eksempel på dette fenomenet er vist i figur 1.
Koronautladningen er basert på effekten av luftnedbrytning som en isolator, som oppstår ved en elektrisk feltstyrke på minst 30 kV / cm. I dette tilfellet vokser spenningen naturlig i den skarpe kanten. Resultatet av sammenbrudd er ionisering av luftmolekyler med utseende av gratis ladninger. Sistnevnte samhandler med det elektriske feltet og akselereres intensivt i det. Når det kolliderer med neste molekyl, oppstår dets sekundære ionisering, og deretter utvikler prosessen seg som et skred.
På grunn av det faktum at med avstand fra ledningen reduseres feltstyrken raskt (i forhold til kvadratet til avstanden), betraktet mekanismen:
- har et begrenset omfang;
- alltid "bundet" til en energisk metallgjenstand;
- mest intense i området med skarpe kanter.
Når du forlater ioniseringsområdet, begynner rekombinasjonen av gratis ladningsbærere, som ledsages av frigjøring av deres akkumulerte energi i form av en glød og et klikk.
Varianter av koronale utslipp
Ioniseringsprosessen kan begynne både ved katoden, som genererer et skred av elektroner, og ved anoden, som blir en kilde til positive ladninger. Bevegelsen av ladninger som oppstår under sammenbrudd skjer alltid fra den ene elektroden mot den andre.
I dette tilfellet, på grunn av større mobilitet av elektroner, bestemt av en lavere masse, en stor ensartethet av deres fordeling i kjernen, og koronaen, som et resultat, har en uniform gløde.
For positive ladninger er forholdene for koronadannelse vanligvis lokaliserte, som et resultat av at de får form av en ledning eller gnistkanal.
Den andre elektroden kan ikke generere en korona.
Kronedemping
Uavhengig av koronatype, betyr utseendet at det ser ut som en ekstra strøm, dvs. vekst av tap. For å redusere dem er det mest hensiktsmessig å redusere feltstyrken under sammenbruddet. Den enkleste måten er å eliminere skarpe kanter på strømførende elementer av kraftledninger. Dette er viktigst når du designer isolatorer, fordi i dem forstyrres glattheten i detaljlinjene naturlig. Et eksempel er vist i figur 2.
En mer kostbar og strukturelt kompleks, men samtidig mer effektiv måte å radikalt løse problemet på er å bytte til ledninger fra den såkalte. delt struktur. Et eksempel på deres konstruksjon er vist i figur 3. I dette tilfellet oppnås målet ved at en økning i antall ledninger naturlig reduserer den elektriske feltstyrken under den kritiske.