Коронный разряд

Введение

Разнообразные формы коронного разряда от различных металлических предметов

Обратите внимание, особенно на последних двух изображениях, как разряд концентрируется в точках на объектах.. Коронный разряд — это процесс, при котором ток течет от электрода с высоким потенциалом в нейтральную жидкость, обычно воздух, путем ионизации этой жидкости, чтобы создать область плазмы вокруг электрода. Образовавшиеся ионы в конечном итоге передают заряд соседним областям с более низким потенциалом или рекомбинируют с образованием нейтральных молекул газа

Образовавшиеся ионы в конечном итоге передают заряд соседним областям с более низким потенциалом или рекомбинируют с образованием нейтральных молекул газа.

Коронный разряд — это процесс, при котором ток течет от электрода с высоким потенциалом в нейтральную жидкость, обычно воздух, путем ионизации этой жидкости, чтобы создать область плазмы вокруг электрода. Образовавшиеся ионы в конечном итоге передают заряд соседним областям с более низким потенциалом или рекомбинируют с образованием нейтральных молекул газа.

Когда градиент потенциала (электрическое поле) достаточно велик в какой-либо точке жидкости, жидкость в этой точке ионизируется и становится проводящей. Если у заряженного объекта есть острие, напряженность электрического поля вокруг этой точки будет намного выше, чем где-либо еще. Воздух возле электрода может стать ионизированным (частично проводящим), в то время как более отдаленные области — нет. Когда воздух около точки становится проводящим, это приводит к увеличению видимого размера проводника. Поскольку новая проводящая область менее резкая, ионизация не может распространяться за пределы этой локальной области. Вне этой области ионизации и проводимости заряженные частицы медленно попадают в противоположно заряженный объект и нейтрализуются.

Наряду с аналогичным щеточным разрядом коронный разряд часто называют «одноэлектродным разрядом», в отличие от «двухэлектродного разряда» — электрической дугой . Корона образуется только тогда, когда проводник достаточно широко отделен от проводников с противоположным потенциалом, чтобы дуга не могла прыгнуть между ними. Если геометрия и градиент таковы, что ионизированная область продолжает расти до тех пор, пока не достигнет другого проводника с более низким потенциалом, между ними будет сформирован проводящий путь с низким сопротивлением, в результате чего возникнет электрическая искра или электрическая дуга , в зависимости от источника электрическое поле. Если источник продолжает подавать ток, искра превратится в непрерывный разряд, называемый дугой.

Коронный разряд образуется только тогда, когда электрическое поле (градиент потенциала) на поверхности проводника превышает критическое значение, диэлектрическую прочность или разрушающий градиент потенциала жидкости. В воздухе при атмосферном давлении оно составляет примерно 30 киловольт на сантиметр, но оно уменьшается с увеличением давления, поэтому коронный разряд представляет собой большую проблему на больших высотах. Коронный разряд обычно образуется на сильно искривленных участках электродов, таких как острые углы, выступающие точки, края металлических поверхностей или проволоки небольшого диаметра. Высокая кривизна вызывает высокий градиент потенциала в этих местах, так что воздух сначала разрушается и образует плазму . На острых участках в воздухе корона может начаться при потенциалах 2–6 кВ. Чтобы подавить образование коронного разряда, клеммы на высоковольтном оборудовании часто проектируются с гладкими закругленными формами большого диаметра, такими как шары или торцы, а коронирующие кольца часто добавляются к изоляторам линий передачи высокого напряжения.

Короны могут быть положительными или отрицательными . Это определяется полярностью напряжения на сильно изогнутом электроде. Если изогнутый электрод является положительным по отношению к плоскому электроду, он имеет ; если он отрицательный, он имеет . (Подробнее см. Ниже.) Физика положительной и отрицательной короны разительно отличается. Эта асимметрия является результатом большой разницы в массе между электронами и положительно заряженными ионами , причем только электрон имеет способность подвергаться значительной степени ионизирующего неупругого столкновения при обычных температурах и давлениях.

Важной причиной для рассмотрения корон является образование озона вокруг проводников, подвергающихся коронным процессам в воздухе. Отрицательная корона генерирует намного больше озона, чем соответствующая положительная корона.

Электрический ветер

Коронный разряд на колесе Вартенберга

Ионизированные газы, образующиеся в коронном разряде, ускоряются электрическим полем, вызывая движение газа или электрического ветра . Движение воздуха, связанное с разрядным током в несколько сотен микроампер, может задуть небольшое пламя свечи в пределах 1 см от точки разряда. Вертушка с радиальными металлическими спицами и заостренными концами, загнутыми так, чтобы указывать на окружность круга, может вращаться, если возбуждается коронным разрядом; вращение происходит из-за дифференциального электрического притяжения между металлическими спицами и областью экрана пространственного заряда , окружающей их концы.

Полимеризация в коронном разряде

Первые исследователи коронного разряда были обеспокоены неожиданными отложениями, ко­торые покрывали их оборудова­ние. До века господства пласт­масс цель органической химии со­стояла в получении чистых, легко описываемых соединений, и поэ­тому образование таких остатков представлялось в то время неже­лательным явлением. Теперь уче­ным ясно, что эти смолистые от­ложения были полимерами — длинные цепочки молекул обра­зовывались из последовательно соединившихся свободных ради­калов, возникших в коронном разряде.

Полимеризация — одно из ос­новных направлений химической индустрии; кажется вероятным, что полимеризация будет одной из наиболее успешных областей применения коронного разряда. Наиболее привлекательно исполь­зовать его для нанесения тонких пленок полимеров на листы ме­талла, пластмассы или ткань.

Материал, предназначенный для покрытия, мы вводили в корон­ный реактор вместе с подходя­щим мономером в виде газа или пара. Радикалы и ионы, образо­ванные в короне, полимеризовались и конденсировались на ма­териале, продолжая полимеризоваться и там под влиянием как собственных радикалов, так и бомбардировки электронами ко­роны. Возникающее покрытие хо­рошо держится, имеет всюду одинаковую толщину. Его свой­ства можно контролировать, так как они зависят от выбранных мо­номеров, скорости потока газа, мощности коронного разряда, температуры и других парамет­ров. Покрытие может быть либо клейким, либо, если молекулы сцеплены бесчисленными связя­ми во многих направлениях, твер­дым, нерастворимым и непрони­цаемым.

Большим преимуществом по­лимеризации в короне является возможность сразу, в один цикл получить окончательное покрытие из недорогого мономера.

Такое же покрытие можно по­лучить не в коронном, а в «тлею­щем разряде», возникающем в газах при более низких напряже­ниях и давлениях

Мы концентри­ровали свое внимание на исполь­зовании коронного разряда при атмосферном давлении, посколь­ку в этом случае сильно упрощается система подачи материала в разряд

Политический статус

Ни одна из коронных земель не входит в состав Соединённого Королевства — каждая из них является самостоятельно управляемой территорией. Не входят коронные земли и в Европейский союз. Все три коронные земли являются членами Британско-Ирландского Совета. С 2005 года во главе правительства каждой из коронных земель стоит главный министр. Коронные земли не являются независимыми государствами, законодательная власть на этих территориях принадлежит исключительно британскому парламенту[источник не указан 2201 день]. Британский монарх в каждом из владений представлен лейтенант-губернатором (сейчас это главным образом церемониальный пост).

Коронные земли вместе с островами Соединённого Королевства и островом Ирландия, часть которого (Северная Ирландия) входит в королевство, географически составляют архипелаг Британские острова. С точки зрения британского законодательства о гражданстве их рассматривают как часть Соединённого Королевства. Однако они имеют право самостоятельно решать вопросы обеспечения жильём и трудоустройства (в этом отношении жители Великобритании рассматриваются здесь наравне с иностранными гражданами).

В коронных землях есть несколько политических партий, однако большинство кандидатов баллотируются как независимые.

Гернси

Основная статья: Гернси

Бейливик (территория под юрисдикцией бейлифа) Гернси (англ. The Bailiwick of Guernsey) включает острова Гернси, Сарк, Олдерни и Херм. Местный парламент называется Штаты Гернси (англ. States Guernsey или States of Deliberation).

Некоторые из островов наделены относительной автономией. Остров Сарк представляет собой остаток феодального владения, управляемого Правителем (англ. Seigneur of Sark), имеет парламент (Главные палаты, англ. Chief Pleas). На острове Олдерни также есть парламент (Штаты) и избираемый президент.

Джерси

Основная статья: Джерси (остров)

Бейливик Джерси состоит из острова Джерси и малых необитаемых островков вокруг него.

Местный парламент именуется Штаты Джерси (англ. States of Jersey). Согласно Закону о штатах 2005 года в Джерси появился пост главного министра, упразднены полномочия бейлифа заявлять особое мнение по поводу постановлений штатов, а также право вето лейтенант-губернатора (представляющего королеву). Кроме того, новый закон предусматривает, что ни один акт британского парламента или королевский указ, касающийся Джерси, не будет применяться без обсуждения штатами.

Остров Мэн

Основная статья: Остров Мэн

Парламент острова Мэн — Тинвальд (англ. Tynwald) претендует на звание старейшего из ныне действующих — первый раз он был созван в 979 году (исландский Альтинг появился в 930 году, однако не созывался в 1799—1844 годах). Тинвальд состоит из всенародно избираемой Палаты коммонеров (англ. The House of Keys) и избираемого путём косвенного голосования Законодательного совета (англ. Legislative Council); которые могут заседать по отдельности или совместно. Издаваемые законы именуются актами Тинвальда. На острове формируется совет министров, возглавляемый главным министром.

Явление — корона

Явление короны заключается в ионизации воздуха у проводов и протекании разрядного тока между ними, сопровождающемся характерным потрескиванием, образованием озона и окислов азота, фиолетовым свечением ( ореолом) вблизи поверхности проводов. Коронный разряд приводит к коррозии проводов. Высокочастотные электромагнитные колебания при таком разряде ухудшают работу высокочастотной защиты и высокочастотной связи, осуществляемых по проводам воздушных ЛЭП, создают помехи радиоприему и влияют на работу линий связи.
 

Явление короны, помимо потерь энергии в линии, вызывает коррозию проводов, а также приводит к ухудшению работы элементов проводной связи и высокочастотных установок.
 

Явление короны, в особенности при переменном токе, связано с потерями энергии. Однако при коронировании электродов с малой поверхностью эти потери настолько малы, что учет теряемой энергии не имеет смысла. Лишь при электродах большой протяженности, как, например, в воздушных линиях электропередачи, учет этих потерь имеет экономический интерес.
 

Явление короны в линии связано с потерей электрической энергии, которая в основном расходуется на движение заряженных частиц и частично на излучение. На практике мощность потерь на корону подсчитывают по эмпирическим формулам.
 

Явление короны может наблюдаться не только в объеме воздуха, прилегающем к поверх.
 

Явление короны имеет большое значение, так например, корона на проводах ЛЭП высокого напряжения вызывает потери электроэнергии, это и многие другие явления способствовали тщательному изучению короны. Подробные отчеты по явлениям электрического пробоя в газах и короны содержатся в специальных работах, таких как Газообразные проводники Кобайна или Электрические пробои в газах Крэггза и Мика.
 

Явление короны на проводах линий электропередач переменного тока в первую очередь связывают с потерями активной мощности и энергии на корону.
 

Явления короны, возникающие в результате ионизации воздуха, сопряжены с потерями энергии, которые особенно велики при сильных туманах, дождях и снегопадах.
 

Явление короны вызываются неоднородностью поля и большим падением потенциала вблизи тонких высоковольтных проводов. При этом около проводов возникает ионизация, сопровождаемая свечением. Следовательно, при короне происходит утечка тока и этим обусловленная потеря энергии

Поэтому принципиально важно выяснить, что является причиной интенсификации теплообмена в электрическом поле.
 

Явление короны, аналогичное явлению факельного истечения, представляет собой явление электрического пробоя воздуха, окружающего провод, которое наступает, когда напряжение на проводе достигает определенной большой величины Этот электрический пробой воздуха, переходящий в газовый разряд в воздухе при работе на длинных и средних волнах проявляется внешне в виде свечения вокруг провода, которое по форме напо минает корону. Поэтому оно и получило название короны, а то напряжение, при котором оно возникает, называется критическим напряжением короны.
 

Эти явления короны характерны для постоянного тока: при непеременном токе они иосят зачаточный характер из-за разницы между положительным и отрицательным током короны. Они оказывают благоприятное воздействие на провода линии постоянного тока, так как способствуют сохранению их чистоты.
 

При рабочем напряжении явление короны недопустимо, так как может привести к порче масла и твердых изоляционных материалов, находящихся в непосредственной близости от очага короны.
 

Как масло попадает в свечной колодец?

Очень просто, на руках специалистов СТО или гарантийного сервиса. Также бывает, часть прорывается через резьбу. Особенно когда вы часто откручивали свечу, нет 100% герметичности.

Ведь отработанные газы все равно могут содержать частички масла, и они попадают в колодец.

Также могут пропускать сальники клапанной крышки, со временем они дубеют, начинают пропускать масло в свечные колодца.

Просто поймите — хватит и полкапли, чтобы она затем с ионизированным воздухом осела на изоляторе в виде коричневого налета.

Сюда же можно отмести — пыль, грязь и прочее. Все это также оседает.

Конечно, бывают идеально чистые изоляторы даже на 16 клапанных моторах, но дело тут в другом

Воздушная линия электропередачи

Воздушная линия электропередачи (ВЛ) – устройство, предназначенное для передачи или распределения электрической энергии по проводам с защитной изолирующей оболочкой (ВЛЗ) или неизолированным проводам (ВЛ), находящимся на открытом воздухе и прикрепленным с помощью траверс (кронштейнов), изоляторов и линейной арматуры к опорам или другим инженерным сооружениям (мостам, путепроводам). Главными элементами ВЛ являются:

• провода;
• защитные тросы;
• опора, поддерживающая провода и торосы на определенной высоте над уровнем земли или воды;
• изоляторы, изолирующие провода от тела опоры;
• линейная арматура.

За начало и за конец воздушной линии принимают линейные порталы распределительных устройств. По конструктивному устройству ВЛ делятся на одноцепные и многоцепные, как правило 2-цепные.

Обычно ВЛ состоит из трех фаз, поэтому опоры одноцепных ВЛ напряжением выше 1 кВ рассчитаны на подвеску трёх фазных проводов (одной цепи) (рис. 1), на опорах двухцепных ВЛ подвешивают шесть проводов (две параллельно идущие цепи). При необходимости над фазными проводами подвешивается один или два грозозащитных троса. На опорах ВЛ распределительной сети напряжением до 1 кВ подвешивается от 5 до 12 проводов для электроснабжения различных потребителей по одной ВЛ (наружное и внутреннее освещение, электросиловое хозяйство, бытовые нагрузки). ВЛ напряжением до 1 кВ с глухозаземлённой нейтралью помимо фазных снабжена нулевым проводом.

Рис. 1. Фрагменты ВЛ 220 кВ: а – одноцепной; б – двухцепной

Провода воздушных линий электропередачи в основном изготавливаются из алюминия и его сплавов, в некоторых случаях из меди и ее сплавов, выполняются из холоднотянутой проволоки, обладающей достаточной механической прочностью. Однако наибольшее распространение получили многопроволочные провода из двух металлов с хорошими механическими характеристиками и относительно невысокой стоимостью. К проводам такого типа относятся сталеалюминиевые провода с отношением площадей поперечного сечения алюминиевой и стальной части от 4,0 до 8,0. Примеры расположения фазных проводов и грозозащитных тросов показаны на рис. 2, а конструктивные параметры ВЛ стандартного ряда напряжений приведены в табл. 1.

Рис. 2. Примеры расположения фазных проводов и грозозащитных тросов на опорах: а – треугольное; б – горизонтальное; в – шестиугольное «бочкой»; г – обратной «елкой»

Таблица 1. Конструктивные параметры воздушных линий

Для всех приведенных вариантов расположения фазных проводов на опорах характерно несимметричное расположение проводов по отношению друг к другу. Соответственно это ведет к неодинаковому реактивному сопротивлению и проводимости разных фаз, обусловленных взаимной индуктивностью между проводами линии и как следствие к несимметрии фазных напряжений и падению напряжения.

Для того чтобы сделать емкость и индуктивность всех трех фаз цепи одинаковыми, на линии электропередачи применяют транспозицию проводов, т.е. взаимно меняют их расположение друг относительно друга, при этом каждый провод фазы проходит одну треть пути (рис. 3). Одно такое тройное перемещение называется циклом транспозиции.

Рис. 3. Схема полного цикла транспозиции участков воздушной линии электропередачи: 1, 2, 3 – фазные провода

Транспозицию фазных проводов воздушной линии электропередачи с неизолированными проводами применяют на напряжение 110 кВ и выше и при протяженности линии 100 км и больше. Один из вариантов монтажа проводов на транспозиционной опоре показан на рис. 4. Следует отметить, что транспозицию токопроводящих жил иногда применяют и в КЛ, кроме того современные технологии проектирования и сооружения ВЛ позволяют технически реализовать управление параметрами линии (управляемые самокомпенсирующиеся линии и компактные воздушные линии сверхвысокого напряжения).

Рис. 4. Транспозиционная опора

Провода и защитные тросы ВЛ в определенных местах должны быть жестко закреплены на натяжных изоляторах анкерных опор (концевые опоры 1 и 7, устанавливаемые в начале и конце ВЛ, как это показано на рис. 5 и натянуты до заданного тяжения. Между анкерными опорами устанавливают промежуточные опоры, необходимые для поддержания проводов и тросов, при помощи поддерживающих гирлянд изоляторов с поддерживающими зажимами, на заданной высоте (опоры 2, 3, 6), устанавливаемые на прямом участке ВЛ; угловые (опоры 4 и 5), устанавливаемые на поворотах трассы ВЛ; переходные (опоры 2 и 3), устанавливаемые в пролете пересечения воздушной линией какого-либо естественного препятствия или инженерного сооружения, например, железной дороги или шоссе.

История. Новые возможности

Идея использовать коронные разряды в качестве катализатора была высказана впервые еще 100 лет тому назад. Однако соз­дание коронных разрядов оказа­лось не простым делом. Взаимо­действие высоковольтного разря­да с веществом изолятора стави­ло, казалось, неразрешимые задачи: выход продукта сильно колебался, электрическое обору­дование было ненадежным…

Единственным значительным техническим достижением ранних работ по коронному разряду бы­ло создание «озонатора» — при­бора для синтеза озона (О₃) при коронном разряде в кислороде.

После окончания второй миро­вой войны общий технический прогресс позволил надеяться, что химия коронного разряда найдет более широкую область использования. Эти надежды были свя­заны с тем, что теперь можно было получить относительно де­шевые высококачественные генераторы тока; используя последние достижении электроники, стало легче настраивать, контролиро­вать и измерять параметры ко­ронных разрядов. Стали доступ­ны такие материалы, как пластин­ки из плавленого кварца и окис­лов алюминия и слюды

И все же большинство исследователей, ко­торые могли бы работать с ко­ронными разрядами, предпочли направить свое внимание на новые методы инициирования химиче­ских реакций с помощью плазмы, электронных пучков и ядерных излучений. Только в течение не­скольких последних лет ряд лабораторий, вооруженных но­выми данными о механизме реакций в короне, вернулся к химии коронного разряда. Новые данные вытекали главным обра­зом из результатов последних ис­следований по радиационной хи­мии, то есть из исследований влияния различных излучений на химические реакции

Новые данные вытекали главным обра­зом из результатов последних ис­следований по радиационной хи­мии, то есть из исследований влияния различных излучений на химические реакции.

Информация, полученная в ра­диационной химии, подходит для исследований короны, так как в обоих случаях мы имеем дело со свободными радикалами, образо­ванными электронным ударом. Радикал — часть молекулы, дей­ствующая как самостоятельная единица. Например, атом водоро­да — радикал; то же можно ска­зать о метильной группе (СН_Ч), аминной группе (NН₂) и ацетиль­ной группе (СН₃СО). Обычно ра­дикалы связываются с другими атомами ковалентной связью и та­ким образом образуют молекулу. Если же связь разрушена, ради­кал остается с одним или с боль­шим числом неспаренных элект­ронов. В этих условиях ради­кал охотно соединяется с другим атомом или группой атомов. Он чрезвычайно активен и существу­ет в свободном состоянии в луч­шем случае доли секунды. Задача радиационной химии и химии коронного разряда — создавать свободные радикалы в таком ок­ружении, которое позволяет с большой вероятностью образовы­вать желаемые молекулы.

Различие между радиационной химией и химией коронного раз­ряда проявляется в разной вели­чине энергии электронов. Радиа­ционная химия использует пер­вичное излучение высокой энер­гии: гамма-лучи радиоактивных изотопов или рентгеновские лучи, создаваемые электронным пучком с энергией порядка миллиона электронвольт. Однако для химии играют роль лишь вторичные электроны, с энергией от 10 до 25 электронвольт, образованные из первичного излучения в ре­зультате «разбазаривания» энер­гии в целом ряде последователь­ных процессов. С другой сторо­ны, электроны короны ускоряют­ся до нужной энергии 10—25 элек­тронвольт в электрическом поле. Другими словами, они получают не больше энергии, чем это необ­ходимо для производства «хими­ческой работы».

Таким образом энергия коро­ны более дешева, чем какая-либо другая доступная в настоящее время энергия активации элект­ронами. Однако излучение высо­кой энергии обладает тем пре­имуществом, что оно проникает внутрь жидкостей и твердых тел. Коронный же разряд происходит лишь в газах и создает свободные радикалы только в газе или смеси газов. Однако свободные радикалы газовой фазы могут воздействовать и на молекулы жидкости или мелкоразмолотого твердого тела.

25.Расчет режима лэп при заданной мощности нагрузки и напряжении в конце линии.

Задано напряжение в конце линии U

2=сonst . Известна мощность нагрузкиS 2, напряжениеU 2, сопротивление и проводимость линииZ 12=r 12+jx 12,в 12.

Необходимо определить напряжение U

1, мощности в конце и в начале продольной части линииS к 12, S н 12, потери мощности S 12, мощность в начале линииS 1. Для проверки ограничений по нагреву иногда определяют ток в линииI 12.

Расчет аналогичен расчету при заданном токе нагрузке (I2), и состоит в последовательном определении от конца линии к началу неизвестных мощностей и напряжений при использовании I закона Кирхгофа и закона Ома. Будем использовать мощности трех фаз и линейные напряжения.

Зарядная (емкостная) мощность трех фаз в конце линии:

Мощность в конце продольной части линии по I закону Кирхгофа:

Потери мощности в линии:S

12=3I 2 12Z 12=

Ток в начале и в конце продольной ветви линии одинаков.

Мощность в начале продольной ветви линии больше, чем мощность в конце, на величину потерь мощности в линии, т.е. S

н 12=S к 12+S 12

Линейное напряжение в начале линии по закону Ома равно:

Емкостная мощность в начале линии: —jQ

н c12=

Мощность в начале линии:

Под влиянием зарядной мощности Q

с реактивная мощность нагрузкиQ 2 в конце, схема замещения уменьшается. Аналогичное явление имеет место и в начале схемы замещения, где реактивная мощностьQ с уменьшает реактивную мощность в начале линии.

Это свидетельствует о том, что зарядная мощность сокращает реактивную мощность, поступающую от станции в линию для питания нагрузки. Поэтому зарядная мощность условно может рассматриваться как “генератор” реактивной мощности.

В линии электрической сети имеют место как потери, так и генерация реактивной мощности.

От соотношения потерь и генерации реактивной мощности зависит различие между реактивными мощностями в начале и конце линии.

Источник

Коронный разряд

Всему виной здесь физическое явление, именуемое коронный разряд.

Постараюсь «на пальцах» объяснить — что это такое.

ТО есть пространство от свечи (места ее установки) и доверху (катушки зажигания) закрыто и имеет внутри как бы «запертый воздух». От большого напряжения, он начинает ионизироваться. На корпусе свечи начинает образовываться разряд синего цвета (свечения) – он то, как раз и называемся «коронным».

К корпусу начинают приставать (можно сказать примагничеваться) частички, которые находятся внутри этого замкнутого пространства. А зачастую там могут находиться – пыль, грязь, масло (которое образуется в масляный туман). Все это дело оседает на изоляторе, образовывая коричневый ободок. Нужно понять, что это нормальное физическое явление.

Похожие записи:

Устройство, принцип действия и особенности поляризованного реле Как правильно крепить кабель канал к стене? Системы заземления типа tn-s, tn-c, tn-c-s Understanding isdn bri voice interface cards Прозвонка проводов и кабелей (прибор) Подсветка приборной панели ваз 2107: какие лампы нужны и как заменить