11. Особенности коронного разряда при постоянном напряжении

Если к электроду приложено постоянное напряжение, то вся область газа, окружающего электрод, где нет ионизации заполнена объемным зарядом. Область, где идут ионизирующие процессы называется чехол коронного разряда.

Особенности объемного заряда:

1) знак этого объемного заряда одноименен знаку коронирующего электрода.

2) этот объемный заряд малоподвижен, но он всегда двигается и таким образом, что поддерживает на поверхности коронирующего электрода постоянную напряженность поля Е_к=mЕ_o

m – коэффициент шероховатости.

Ео-величина коронного разряда при абсолютно гладком электроде.

Движение объемного заряда создает ток коронного разряда, который больше нормального тока утечки. Этот ток создает дополнительные потери, а наличие в чехле короны, стримеров создает броски тока с высокой частотой. Эти броски создают электромагнитные помехи в широком диапазоне частот.

При постоянном напряжении коронный разряд может существовать в двух формах:

1. Униполярный коронный разряд – возникает, когда коронируют электроды имеющие одинаковую полярность. Вся внешняя зона коронирующего электрода заполнена одноименным с электродом объёмным зарядом. На границе с нулевым потенциалом объемный заряд полностью рекомбинирует .

2. Биполярный коронный разряд – возникает когда коронируют два электрода противоположной полярностью. На границе раздела разноименные заряды рекомбинируют. Но рекомбинируют заряды не полностью, как у униполярной. Следовательно больше и потери на корону у биполярной. Увеличение тока биполярной короны происходит за счет распада отрицательно заряженных ионов.

Расчет потерь на корону:

P_к=GU²(U-U_k)

U – напряжение между электродами

Uk – начальное напряжение коронного разряда

G – геометрический коэффициент, который зависит от геометрии ЛЭП и коэф-тов подвижности и рекомбинации.

12. Особенности коронного разряда при переменном напряжении

Т.к. объемный заряд малоподвижен, при переменном напряжении основная масса нерекомбинированного объемного заряда совершает возвратно-поступательное движение в окрестности катодного электрода. Лишь незначительная часть объемного заряда достигает противоположного электрода. Из этого следует, что процессы коронирования можно рассматривать отдельно на каждом электроде. Пусть к электроду приложено синусоидальное напряжение в момент времени t=0, угол сдвига фаз =0, фазная ЭДС =0.

Выберем масштаб U и Е таким, чтобы их графики совпадали.Как только U достигнет Uk, Ek в момент времени t1, зажигается коронный разряд. Начинает генерировать объемный заряд, то Е_к=mЕ₀, следовательно кривые расходятся. Напряженность поля на поверхности провода вычисляется:

(2)

Суммарный заряд системы провод – воздух: q_=q_пр+q_об (3).

После того как U_ф достигло max, q_ начнет уменьшатся за счет q_пр, т.к q_об малоподвижен. Объемный заряд будет двигаться от провода. Только спустя некоторое время он начнет двигаться в обратную сторону.

Как только Е эл. Поля достигнет отрицательного знака(-Е_к) при t2 - зажигается отрицательная корона, но U на проводе в этот момент меньше U_к и равно U_{зажигания} . От t₂ до t₃ происходит нейтрализация объемного заряда от предыдущего полупериода, т.к. на этом участке начинает генерироваться отрицательный объемный заряд.

U_к= U +U_{зажигания},

U= U_max- U_к ;

Решим систему (4) относительно U_з :

U_з=2U_к - U_max

Если U_mах будет больше, чем 2U_зажиг, то отрицательная корона может возникнуть в положительном полупериоде. Ток коронного разряда всегда больше емкостного тока линии. Потери на корону при переменном напряжении определяют экспериментально.

Причиной возникновения коронного разряда является негладкость применяемых витых проводов марок АС, АСО. Самым действенным способом борьбы с коронным разрядом является увеличение эквивалентного радиуса провода (расщепление провода пучком проводов).