Коронный разряд и его характеристики. Коронный разряд на проводах линий электропередачи

Начальная напряженность коронного разряда для гладких проводов вычисляется по:

На линиях электропередачи применяются провода, свитые из большого числа проволок. Витые провода не имеют гладкой поверхности, поэтому при одинаковых с гладкими проводами напряжениях и внешних диаметрах напряженность электрического поля вблизи их поверхности бывает выше и корона возникает при меньшем напряжении.

При определении начальной напряженности форма поверхности витого провода учитывается коэффициен­том гладкости т, на который умножается правая часть формулы. Для проводов различных марок коэффи­циент гладкости составляет т =0,82÷0,94.

Корона на проводах сопровождается потерями энергии и вызывает помехи радиоприему. При коронном разряде происходит ионизация воздуха и у поверхности провода образуется объемный заряд того же знака, что и полярность напряжения на проводе. Под действием сил электрического поля ионы, составляющие объемный заряд, движутся от провода. Для их передвижения необходимы затраты энергии, которые и определяют в основном потери энергии на корону, поскольку затраты энергии на ионизацию воздуха много меньше.

Ток коронного разряда содержит отдельные импульсы с очень крутым фронтом (десятки наносекунд), особенно мощные при стримерной короне. Эта высокочастотная составляющая тока короны является источником интенсивного электромагнитного излучения с широким спектром частот (0,15—100 МГц), которое создает помехи радиоприему, особенно сильные вблизи линии электропередачи.

Во время коронирования напряженность поля у поверхности провода остается равной Е_н. Увеличение напряжения на проводе приводит к усилению ионизационных -процессов и росту объемного заряда. Вследствие увеличения объемного заряда потери энергии на корону растут в тем большей степени, чем больше напряжение на проводе превосходит начальное напряжение

где r— радиус провода; Н— высота его над землей.

При перемещении объемного заряда от провода напряженность поля у его поверхности стремится увеличиться. Однако из-за ионизации воздуха объемный заряд вблизи провода при этом пополняется и напряженность поля сохраняется равной Е_н.Таким образом, вследствие непрерывного удаления объемного заряда от провода коронный разряд может поддерживаться неограниченно долго.

При переменном напряжении корона зажигается в момент, когда напряженность поля у провода достигает значения Е_н,и горит, пока напряжение не достигнет максимума. После этого напряженность поля у провода становится ниже Е_ни корона затухает. Поскольку напряженность поля у провода усиливается объемным зарядом, оставшимся от предшествующего полупериода, то мгновенное значение напряжения, при котором корона зажигается в каждый полупериод (напряжение зажигания), меньше начального напряжения. Чем выше напряжение на проводе, тем больше напряжение зажигания отличается от начального напряжения. Таким образом, при переменном напряжении коронирование проводов более интенсивно, чем при постоянном напряжении, и при равных условиях потери энергии на корону существенно больше.

На характеристики коронного разряда — начальное напряжение, потери энергии и радиопомехи — значительное влияние оказывают погодные условия. Атмосферные осадки усиливают напряженность электрического поля у провода, образуя на его поверхности водяные или ледяные выступы и острия. Начальное напряжение короны при этом резко снижается. Для оценки начальной напряженности и начального напряжения по можно принять коэффициент гладкости провода при инее, гололеде и изморози т =0,6. В условиях дождя или снега коэффициент гладкости зависит от интенсив­ности осадков и принимается в пределах т =0,73÷0,57.