Министерство науки и высшего образования Российской федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Инженерная школа энергетики

Направление 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»

Отделение Электроэнергетики и электротехники

Отчет по лабораторной работе №4

«Характеристики короны на проводах при переменном напряжении»

Выполнили:

Студенты группы 5А93 ______________ Белокуров Д.В.

(дата, подпись) Комбатуров Т.Н.

Кутонов В.С.

Руденок В.А.

Селяев А.В.

Проверил преподаватель: _____________ Шолохова И.И.

(дата, подпись)

Томск — 2022

Цель работы: ознакомиться с основными характеристиками короны на переменном напряжении и методикой их определения.

Теоретические сведения

Коронный разряд, или корона, – один из видов самостоятельного разряда в газе достаточно высокой плотности. Обязательным условием существования короны является значительная неоднородность электрического поля, возникающего в разрядном промежутке при приложении к его электродам напряжения.

Рисунок 1 – Корона на проводах при переменном напряжении

(а – изменение во времени напряжения и напряжённости электрического поля проводе и суммарный заряд; б – ёмкостной ток ( ) и ток короны ( ))

- напряженность зажигания короны;

- напряжение зажигания короны;

- заряд на проводе;

- напряжённость поля на поверхности провода.

Положим, что линия подключается к источнику синусоидального напряжения в момент t₀ при U=0 (рисунок 1, а), синусоида в различных масштабах соответствует напряжению источника U, напряженности поля на поверхности провода Е_пр и заряду Q_пр = U∙C₀, где C₀ – емкость ЛЭП на единицу длины при отсутствии короны.

В момент времени t₁, когда напряжение на проводе достигнет значения U_к (соответственно и Е = Е_к), загорится корона. По мере роста напряжения от U до U_m (t₁ – t₂) часть заряда с провода по образующимся стримерам под действием электрического поля перемещается в окружающее пространство, где создается избыточный положительный заряд (рисунок 1, а). При этом наличие тока в каналах стримера высокой проводимости обусловливает сохранение неизменной критическую напряженность Е_к на поверхности провода, а следовательно, неизменным и заряд на проводе Е_к = const. Создаваемое этим зарядом напряжение U’ = Q_пр/С₀ также будет неизменным. Разница напряжений = U – U' поддерживается объемным зарядом Q_об, который с ростом напряжения постепенно увеличивается. Одновременно увеличивается и суммарный заряд =Q_пр+Q_об. После максимального значения напряжения источника (t2) суммарный заряд с уменьшением напряжения уменьшается, в первую очередь, на проводе. Как только напряженность на проводе станет меньше критической, ионизация в чехле короны прекращается, каналы стримеров постепенно теряют свою проводимость, и

объемный заряд оказывается отрезанным от провода. В момент времени t₃ (рисунок 1, а) заряд на проводе Q_пр будет равен нулю, а напряжение сохраняется положительным за счет влияния объемного заряда и только в момент времени t₄, когда на проводе появится отрицательный заряд, создающий напряжение , результирующее напряжение станет равным нулю. В момент времени t₅ напряженность на проводе достигнет критической, и загорится «отрицательная корона» при U = U₀. Отрицательные частицы из чехла короны, двигаясь навстречу положительным частицам, будут рекомбинировать, уменьшая положительный объемный заряд.