Elektricitet bruges i vid udstrækning i det moderne liv, både i produktionen og i hverdagen. Produktionen af elektricitet og dens forbrug i langt de fleste tilfælde forekommer ikke ét sted, og afstanden mellem disse to punkter er ret betydelig. Det vigtigste middel til at levere elektricitet til det rigtige sted er forskellige kraftledninger.
Opførelsen af en elektrisk strømledning til betydelig kapacitet er en meget dyr opgave. Et af midlerne til at reducere tilbagebetalingsperioden for kapitalomkostninger er at øge driftsspændingen: da den stiger med en konstant effekt, falder driftsstrømmen, og dermed falder tabene.
Kraftledninger kan implementeres på basis af kabler eller som luftledninger (LEP). Sidstnævnte er fordelagtige, idet luft som en god naturlig dielektrikum gør det muligt effektivt at adskille ledningerne, hvilket igen sparer omkostninger.
Koronaudladning i kraftledninger
Tab til konvertering til Joule varme direkte i faseledere er ikke den eneste tabsmekanisme i transmissionslinjer. Ud over dem er der tab for de såkaldte. koronaudladning. Den akustiske effekt af dens tilstedeværelse er tydelig hørbar, især ved høj luftfugtighed, knitrende og om natten manifesterer coronaudladning sig som en glød (corona) omkring de skarpe kanter af metal genstande. Et eksempel på dette fænomen er vist i figur 1.
Koronaudladningen er baseret på effekten af luftnedbrydning som en isolator, der forekommer ved en elektrisk feltstyrke på mindst 30 kV / cm. I dette tilfælde vokser spændingen naturligt i området med den skarpe kant. Resultatet af sammenbrud er ionisering af luftmolekyler med udseendet af gratis ladninger. Sidstnævnte interagerer med det elektriske felt og accelereres intensivt i det. Når det kolliderer med det næste molekyle, opstår dets sekundære ionisering, og derefter udvikler processen sig som en lavine.
På grund af det faktum, at med afstand fra ledningen falder feltstyrken hurtigt (i forhold til afstandens firkant), betragtes den betragtede mekanisme:
- har et begrænset omfang
- altid "bundet" til en energisk metalgenstand;
- mest intens i området med skarpe kanter.
Når man forlader ioniseringsområdet, begynder rekombinationen af gratis ladningsbærere, hvilket ledsages af frigivelsen af deres akkumulerede energi i form af en glød og et klik.
Varianter af koronal udledning
Ioniseringsprocessen kan begynde både ved katoden, som genererer en lavine af elektroner, og ved anoden, som bliver en kilde til positive ladninger. Bevægelsen af ladninger, der oprettes under sammenbrud, sker altid fra den ene elektrode til den anden.
I dette tilfælde på grund af den større mobilitet af elektroner, bestemt af en lavere masse, en stor ensartethed af deres fordeling i kernen, og koronaen har som et resultat en ensartet glød.
For positive ladninger er betingelserne for koronadannelse normalt lokaliserede, hvilket resulterer i, at de får form af en ledning eller gnistkanal.
Den anden elektrode genererer muligvis ikke en korona.
Kronesuppression
Uanset hvilken type korona, betyder dens udseende udseendet af en ekstra strøm, dvs. vækst i tab. For at reducere dem er det mest hensigtsmæssigt at reducere feltstyrken under fordelingen. Den nemmeste måde er at fjerne skarpe kanter på de strømførende elementer i kraftledninger. Dette er vigtigst ved design af isolatorer, fordi i dem forstyrres glatheden af detaljerelinierne naturligt. Et eksempel er vist i figur 2.
En mere kostbar og strukturelt kompleks, men samtidig mere effektiv måde at radikalt løse problemet på er at skifte til ledninger fra den såkaldte. delt struktur. Et eksempel på deres konstruktion er vist i figur 3. I dette tilfælde opnås målet ved, at en stigning i antallet af ledninger naturligt reducerer den elektriske feltstyrke under den kritiske.