Когда возникает эффект короны?
Эффект короны может возникнуть при сильном электрическом разряде в воздухе или в диэлектрической среде. Это явление может иметь как положительные, так и отрицательные последствия.
Высоковольтные системы
Эффект короны может возникать в высоковольтных системах, например, в системах электропередачи. При превышении определенного порога электрического поля может произойти ионизация воздуха или изолятора, что создаст корону заряда вокруг проводника. Это может привести к потере мощности и электромагнитным помехам.
Негативное влияние на электронное оборудование
Эффект короны может нанести ущерб электронному оборудованию. Разряд, возникающий во время коронного разряда, может повредить электронные компоненты, сократить их срок службы. Поэтому важно учитывать это явление при проектировании и защите электронных систем.
Положительное применение
Тем не менее, эффект короны может быть полезным. Например, в электростатических генераторах он используется для генерации статического заряда. Также в системах фильтрации воздуха корона используется для ионизации и последующего удаления частиц из воздуха.
Как влияет корона на водителей и как его можно предотвратить?
Эффект короны возникает в электрических проводниках при высоком напряжении, что может привести к искрам, шуму и помехам в радиосигналах. Для предотвращения данного эффекта можно применить следующие стратегии:
Выбор материалов
Использование материалов с высокой электропроводностью, например, меди или серебра, снижает вероятность коронного разряда.
Увеличение диаметра проводника
Проводник большего диаметра имеет большую площадь поверхности, что снижает вероятность коронного разряда.
Использование проводников мягкой формы
Проводники с гладкой формой имеют меньшую концентрацию электрического поля по краям, что снижает вероятность коронного разряда.
Изоляционные покрытия
Нанесение изоляционного покрытия на проводник помогает предотвратить коронный разряд, избегая контакта проводника с воздухом.
Контроль напряжения
Поддерживать напряжение на безопасном уровне и в установленных пределах можно при помощи регуляторов напряжения и устройств защиты.
Правильное расстояние между проводниками
Сохранение достаточного расстояния между проводниками может уменьшить вероятность коронного разряда из-за более низкой концентрации электрического поля.
Когда возникает коронный разряд и как его избежать
Коронный разряд, или корональный разряд, возникает, когда вокруг высоковольтного проводника образуется электрическая корона. Это явление возникает в определенных условиях и может быть опасным, если не контролировать его должным образом.
Причины возникновения коронного разряда
Коронный разряд возникает, когда электрическое поле вокруг проводника достигает критического значения. Это чаще всего происходит на высоковольтных линиях электропередачи, высоковольтных кабелях и других электрических устройствах, находящихся под высоким напряжением. Когда электрическое поле достаточно сильное, электроны из воздуха вблизи проводника высвобождаются и создают электрическую корону.
Последствия коронного разряда
Коронный разряд приводит к потерям энергии из-за ионизации воздуха и рассеиванию тока. Эти потери могут увеличить энергопотребление и отрицательно сказаться на эффективности электрических устройств. Кроме того, он может вызвать шум, электромагнитные помехи, а также выделение вредных газов, включая озон.
Как избежать коронного разряда
Правильная конструкция проводника: Проектирование проводников с учетом расстояния и формы для минимизации электрического поля.
Использование изоляционных материалов: Использование изоляционных материалов вокруг проводников для снижения воздействия электрической короны.
Контроль напряжения: Поддержание напряжения на необходимом уровне при помощи регуляторов напряжения.
Чистка и уход: Регулярная чистка проводников от грязи, пыли и влаги для предотвращения коронного разряда.
Изоляторы и эффект короны: как защитить электричество
Представьте себе, что изоляторы — телохранители электричества, защищающие его и удерживающие на месте. Но иногда, когда напряжение настолько велико, что кажется, что кабель вот-вот взорвется, изоляторы могут устроить свой собственный фейерверк. Это эффект короны — явление, при котором воздух вокруг изолятора ионизируется и создает небольшие электрические разряды, которые могут повредить как изоляторы, так и окружающую инфраструктуру.
Наука в деле
Но не волнуйтесь, не все потеряно. Ученые и инжене-ры прилагают все усилия, чтобы найти решение этой проблемы. От улучшения конструкции изоляторов до разработки новых материалов они ищут вол-шебную формулу, позволяющую избежать эффекта короны.
Выводы
Итак, вы знаете, в следующий раз, когда вы увидите искрение изолятора, не паникуйте, просто помните, что в этом есть наука. А пока наслаждайтесь импровизированным пиротехническим шоу. Но не пытайтесь сделать это дома, эй! Оставьте это профессионалам.
Понятие электрического разряда в газах
Понятие электрического разряда в газах включает все случаи перемещения в газах под действием электрического поля заряженных частиц (электронов и ионов), возникших в результате.
Обязательным условием возникновения разряда в газах является наличие в нем свободных зарядов — электронов и ионов. Газ, состоящий только из нейтральных молекул, совершенно не проводит электрического тока, т.е. является.
Естественные ионизаторы
В реальных условиях за счет воздействия естественных ионизаторов (ультрафиолетовое излучение Солнца, космические лучи, радиоактивное излучение Земли и т.п.) в газе всегда имеется некоторое количество свободных зарядов — ионов и электронов, которые сообщают ему определенную электропроводность.
Мощность естественных ионизаторов
Мощность естественных ионизаторов очень мала: в результате их воздействия в воздухе ежесекундно образуется около одной пары зарядов в каждом кубическом сантиметре, что соответствует приращению объемной плотности зарядов ро=1,6-19 Кл/(см3 х с).
Такое же количество зарядов подвергается ежесекундно рекомбинации. Число зарядов в 1 см3 воздуха при этом остается постоянным и равным 500—1000 парам ионов.
Применение искусственных ионизаторов
Применение искусственных ионизаторов во много раз увеличивает плотность тока в газе. Например, при освещении газового промежутка ртутно-кварцевой лампой плотность тока в газе возрастает до 10 – 12 А/см2, при наличии искрового разряда вблизи ионизируемого объема создаются токи порядка 10-10 А/см2 и т.д.
Зависимость тока от напряжения
Рассмотрим зависимость тока, проходящего через газовый промежуток с однородным электрическим полем, от величины приложенного напряжения.
In начале по мере увеличения напряжения ток в промежутке возрастает за счет того, что все большее количество зарядов попадает под действие…
Виды разрядов в газе
Тлеющий разряд
При давлениях газа, близких к атмосферному и выше, в случае, если мощность источника питания невелика или напряжение прикладывается к промежутку…Искровой разряд
При длительном действии напряжения искровой разряд имеет вид искр, последовательно возникающих между электродами.Дуговой разряд
В случае значительной мощности источника питания искровой разряд переходит в дуговой, при котором через промежуток может протекать ток, достигающий сотен и тысяч ампер.
Коронный разряд
Коронный разряд — вид стационарного электрического разряда в газе достаточной плотности, возникающего в сильном неоднородном электрическом поле.
В заключении следует отметить, что закономерности возникновения электрического разряда в различных газах одинаковы, различия касаются лишь значений коэффициентов, характеризующих процесс.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
У этого термина существуют и другие значения, см. Разряд.
Коро́нный разря́д — это самостоятельный газовый разряд, возникающий в резко неоднородных полях у электродов с большой кривизной поверхности (острия, тонкие провода). Зона вблизи такого электрода характеризуется значительно более высокими значениями напряженности поля по сравнению со средними значениями для всего промежутка. Когда напряжённость поля достигает предельного значения (для воздуха около 30 кВ/см), вокруг электрода возникает свечение, имеющее вид короны. При коронном разряде ионизационные процессы происходят только вблизи коронирующего электрода. Коронный разряд возникает при сравнительно высоком давлении воздуха (порядка атмосферного).
Коронный разряд на защитном кольце (экране) высоковольтной воздушной линии электропередачи напряжением 500 кВ
Коронный разряд на зубцах металлической шестерни
Коронный разряд на обмотке высоковольтной катушки
В природных условиях коронный разряд может возникать на верхушках деревьев, мачтах — так называемые огни святого Эльма.
Механизм коронного разряда
Электрон, возникший при случайной ионизации нейтральной молекулы, ускоряется в электрическом поле и приобретает энергию, достаточную для того, чтобы при столкновении со следующей молекулой ионизовать её. В результате происходит лавинное увеличение числа заряженных частиц.
Если коронирующее остриё является катодом, такую корону называют отрицательной. В отрицательной короне ионизационные лавины направлены от острия. Воспроизведение свободных электронов обеспечивается здесь за счёт термоэмиссии из коронирующего электрода. На некотором удалении от острия, там, где электрическое поле является недостаточным, чтобы обеспечивать лавинную ионизацию, нейтральные молекулы захватывают свободные электроны, образуя отрицательные ионы, которые и являются носителями тока во внешней области.
Если коронирующее остриё является анодом, такую корону называют положительной. В положительной короне электроны притягиваются к острию, а ионы отталкиваются от него. Воспроизведение электронов, запускающих ионизационную лавину, обеспечивают вторичные фотопроцессы в газе вблизи от острия. Вдали от коронирующего электрода электрическое поле является недостаточным, чтобы обеспечивать лавинную ионизацию. Носителями тока в этой области являются положительные ионы, движущиеся от острия к отрицательному электроду. В отличие от ровного свечения отрицательной короны, в положительной короне иногда наблюдаются разбегающиеся от острия стримеры, которые при увеличении напряжения превращаются в искровые каналы.
Коронный разряд применяется для очистки газов от пыли и сопутствующих загрязнений (электростатический фильтр), для диагностики состояния конструкций (позволяет обнаруживать трещины в изделиях).
Коронный разряд применяется в копировальных аппаратах (ксероксах) и лазерных принтерах для заряда светочувствительного барабана, переноса порошка с барабана на бумагу и для снятия остаточного заряда с барабана.
Коронный разряд применяется в газовых стабилитронах для стабилизации напряжения.
Коронный разряд применяется для определения давления внутри лампы накаливания. Величина разряда зависит от острия и давления газа вокруг него. Острие у всех ламп одного типа — это нить накала. Значит, коронный разряд будет зависеть только от давления. А значит, о давлении газа в лампе можно судить по величине коронного разряда.
Коронный разряд на проводах ЛЭП
Коронный разряд на проводах линий электропередачи вызывает значительные потери передаваемой энергии. С целью сокращения потерь на общую корону применяется расщепление проводов ЛЭП на несколько составляющих, в зависимости от номинального напряжения линии.
«Системный» способ уменьшения потерь мощности на корону заключается в том, что в зависимости от влажности и температуры воздуха диспетчер уменьшает напряжение в линии до определенной величины. В связи с этим задаются наименьшие допустимые сечения по короне:
Коронирование – это способ обработки полимерных материалов в плазме низкотемпературного коронного разряда, который применяется для повышения адгезионных свойств внешнего слоя материала. Такая обработка увеличивает шероховатость поверхности и изменяет ее свойства на молекулярном уровне, делая ее более восприимчивой к клеям, краскам и покрытиям.
При производстве предизолированных труб процедуру коронирования проводят на внутренней поверхности полиэтиленовой защитной оболочки незадолго до заливки слоя ППУ. Это улучшает адгезию пенополиуретана к полиэтилену и тем самым снижает риск попадания влаги в теплоизоляционный слой при последующей эксплуатации труб.
Основы процесса коронирования
Воздействовать на материалы коронным разрядом предложил в середине 20-го века датский инженер Вернер Эйсби для улучшения адгезии чернил к поверхности при печати на пластмассе. В дальнейшем, благодаря высокой эффективности и простоте, обработку поверхностей коронным разрядом стали применять в различных отраслях промышленности для изделий из полипропилена, винила, фольги, полиэтилена, бумаги, поливинилхлорида, различных металлов и других материалов при их покраске, ламинировании или склеивании.
Суть процесса коронирования заключается в следующем. Как правило, полимерные материалы имеют химически инертную, непористую поверхность, которая плохо смачивается жидкостью. Это затрудняет нанесение красок, клеев и различных покрытий на изделия из пластика. Смачиваемость и адгезия напрямую связаны с поверхностной энергией. Для увеличения поверхностной энергии и, как следствие, улучшения адгезионных свойств, полимерный материал обрабатывается в плазме низкотемпературного коронного разряда. В электрическом поле, возникающем при разряде, происходит разрушение молекулярных связей в полимерных цепочках на поверхности обрабатываемого материала. В силу специфики взаимодействия плазмы с поверхностью эти процессы затрагивают только очень тонкий поверхностный слой толщиной не более 0,1 мкм.
Таким образом, в объеме полимерного материала свойства остаются неизменными, в то время как поверхность претерпевает значительные изменения. Так, количество свободных молекулярных связей возрастает. При этом увеличивается поверхностное натяжение и поверхность полимера становится гораздо более восприимчивой к дальнейшей обработке.
Получение коронного разряда
Коронирование полиэтиленовой защитной оболочки труб ППУ осуществляется с помощью специальной установки — коронатора. Это устройство включает в себя трансформатор высокого напряжения, генератор высокой частоты, систему электродов и блок управления. Плазма низкотемпературного коронного разряда создается за счет подачи высокого напряжения на систему электродов, расположенных в виде линейной решетки вдоль поверхности трубы. При этом возникает завеса коронной плазмы, равномерно окутывающая внутреннюю поверхность полиэтиленовой трубы. Важно учитывать тот факт, что эффективность обработки коронным разрядом сильно зависит от химического состава конкретного используемого материала. При этом, действие коронного разряда носит кратковременный характер. Обработанные полимерные поверхности могут потерять свою адгезию уже через 24 часа после обработки. Поэтому при производстве труб ППУ коронирование производят непосредственно перед заливкой слоя пенополиуретана, что обеспечивает его максимальное сцепление с защитной оболочкой.
Коронирование ПЭ оболочки
Возникновение коронного разряда в природных условиях
Коронный разряд можно наблюдать и в повседневной жизни, например, вблизи воздушных линий электропередач (ЛЭП). В связи с необходимостью передачи достаточно большого количества электроэнергии от генерирующих станций к потребителям передача электроэнергии по воздушным ЛЭП осуществляется при очень высоких напряжениях, достигающих сотен тысяч вольт. Столь высокие напряжения генерируют значительные градиенты электрического потенциала. При этом воздух вокруг проводников ЛЭП ионизируется и возникает коронный разряд. Обнаружить такой разряд можно по шипящему звуку, потрескиванию и визуальному фиолетовому свечению, исходящему от проводников. Кроме того, возникновение коронного разряда можно обнаружить стоя под линиями электропередач из-за характерного запаха, связанного с выделением озона, а также из-за потерь мощности в ЛЭП и образования радиопомех. В некоторых случаях возникновение коронного разряда может привести к повреждению изоляторов ЛЭП. Поэтому оборудование современных ЛЭП спроектировано таким образом, чтобы свести к минимуму образование коронного разряда.