Коронний розряд 2

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Коронний розряд

Коронний розряд - це явище, пов'язане з іонізацією повітря в електричному полі з високою напруженістю (свічення газів в неоднорідному електричному полі високої напруженості).

Області з високою напруженістю часто утворюються внаслідок неоднорідності електричного поля, що виникає:

1) При виборі невірних параметрів в процесі конструювання;

2) У результаті забруднень, що виникають у процесі роботи;

3) У результаті механічних пошкоджень і зносу устаткування.

Подібні поля формуються у електродів з дуже великою кривизною поверхні (вістря, тонкі проводи). Коли напруженість поля досягає граничного значення для повітря (близько 30 кВ / см), навколо електрода виникає світіння, що має вигляд оболонки або корони (звідси назва). Коронний розряд застосовується для очищення газів від пилу та інших забруднень (електрофільтр), для діагностики стану конструкцій (дозволяє виявляти тріщини у виробах). На лініях електропередачі виникнення коронного розряду небажано, тому що викликає значні втрати енергії, що передається. З метою зменшення відносної кривизни електродів застосовуються багатопровідні лінії (3, 5 або більше певним чином розташованих проводів).

Типи корон і їх ідентифікація

Негативна "подібна полум'я" корона. Цей тип корони зазвичай має місце на провіднику, зарядженому негативно, наприклад, під час негативної півхвилі напруги мережі. Цей тип корони виглядає як полум'я, форма, напрямок і розмір якого постійно змінюються. Ця корона дуже чутлива до зміни параметрів навколишнього середовища. Її виникнення також призводить до появи звукового сигналу приблизно подвоєною промислової частоти (наприклад, 100 Гц) або кратною їй.

Пробої

Пробої зазвичай утворюються між двома ізольованими, але перебувають близько один від одного металевими пластинами. Струм витоку уздовж опори індукує певні рівні напруги між пластинами і, таким чином, розряд між ними. Ці розряди зазвичай важкі для локалізації, так як немає прямого їх з'єднання з високовольтною лінією. У камері CoroCAM ці іскрові проміжки будуть виглядати як невеликі, постійні і дуже яскраві об'єкти. Звук, який виникає при цих розрядах, має більш високий тон, ніж у негативних корон, і здається непов'язаним з промислової частотою. Іскрові проміжки зазвичай викликають великі радіо-і телевізійні перешкоди (наприклад, високі RI - radio interference).

Позитивний тліючий коронний розряд

Позитивний тліючий коронний розряд утворюється на провіднику, зарядженому позитивно, (наприклад, під час позитивної напівхвилі напруги мережі). Він зазвичай зустрічається в місцях з гострими кутами. Цей тип корони має невеликий розмір і виглядає як світіння навколо певного місця. Це відносно слабкий джерело коронного розряду, і він створює дуже незначний звуковий сигнал.

Наскільки серйозною є корона / розряд з точки зору виникнення напруги радіоперешкод (RIV)?

Загальні зауваження:

Всі іскрові проміжки є причиною серйозних перешкод.

Якщо корона повністю видима неозброєним оком (вночі), то вона викличе серйозні радіоперешкоди. (Використовуйте камеру CoroCAM для швидкої локалізації всіх джерел коронного розряду, а потім постарайтеся побачити їх неозброєним оком.)

Позитивний тліючий коронний розряд не викликає серйозних перешкод.

Застосування коронного розряду

Електрична очистка газів (електрофільтри).

Посудина, наповнений димом, раптово робиться абсолютно прозорим, якщо внести до нього гострі металеві електроди, з'єднані з електричною машиною, а всі тверді і рідкі частки будуть осідати на електродах. Пояснення досвіду полягає в наступному: як тільки і дроту запалюється корона, повітря усередині трубки сильно іонізується. Газові іони прилипають до частинок пилу і заряджають їх. Так як усередині трубки діє сильне електричне поле, заряджені частинки пилу рухаються під дією поля до електродів, де й осідають.

Лічильники елементарних частинок.

Лічильник елементарних частинок Гейгера - Мюллера складається з невеликого металевого циліндра, забезпеченого віконцем, закритим фольгою, і тонкого металевого дроту, натягнутої по осі циліндра і ізольованою від нього. Лічильник включають в ланцюг, що містить джерело струму, напруга якого одно кільком тисячам вольт. Напруга вибирають необхідним для появи коронного розряду всередині лічильника.

При попаданні в лічильник швидко рухомого електрона останній іонізує молекули газу всередині лічильника, чому напругу, необхідну для запалювання корони, трохи знижується. У лічильнику виникає розряд, а в ланцюзі з'являється слабкий короткочасний струм. Щоб знайти його, в ланцюг вводять дуже великий опір (кілька мегаом) і підключають паралельно з ним чутливий електрометрії. При кожному попаданні швидкого електрона всередину лічильника листка електрометра будуть відкланятися.

Подібні лічильники дозволяють реєструвати не тільки швидкі електрони, а й взагалі будь-які заряджені, що швидко рухаються частинки, здатні виробляти іонізацію шляхом зіткнень. Сучасні лічильники легко виявляють попадання в них навіть однієї частинки і дозволяють тому з повною достовірністю і дуже великою наочністю переконатися, що в природі дійсно існують елементарні заряджені частинки.

Громовідвід

Підраховано, що в атмосфері всієї земної кулі відбувається одночасно близько 1800 гроз, які дають у середньому близько 100 блискавок в секунду. І хоча ймовірність ураження блискавкою будь-якого окремого людини мізерно мала, тим не менш блискавки завдають чимало шкоди. Досить зазначити, що в даний час близько половини всіх аварій у великих лініях електропередачі викликається блискавками. Тому, захист від блискавки представляє собою важливу задачу.

Ломоносов і Франклін не лише пояснили електричну природу блискавки, але і вказали, як можна побудувати громовідвід, що захищає від удару блискавки. Громовідвід являє собою довгу дріт, верхній кінець якої загострюється і зміцнюється вище найвищої точки захищається будівлі. Нижній кінець дроту з'єднують з металевим листом, а лист закопують в Землю на рівні грунтових вод. Під час грози на Землі з'являються великі індуковані заряди і у поверхні Землі з'являється велика електричне поле. Напруженість його дуже велика близько гострих провідників, і тому на кінці громовідводу запалюється коронний розряд. Внаслідок цього індуковані заряди не можуть накопичуватися на будівлі і блискавки не відбувається. У тих же випадках, коли блискавка все-таки виникає (а такі випадки дуже рідкісні), вона вдаряє в громовідвід і заряди йдуть в Землю, не завдаючи шкоди будівлі.

У деяких випадках коронний розряд з громовідводу буває настільки сильним, що у вістря виникає явно видиме світіння. Таке світіння іноді з'являється і біля інших загострених предметів, наприклад, на кінцях корабельних щогл, гострих верхівок дерев, і т.д. Це явище було помічено ще кілька століть тому і викликало забобонний жах мореплавців, не розуміли істинної його сутності.

Під дією коронного розряду

Електрофільтри - найбільш ефективні газоочисні апарати, тому що експлуатаційні витрати на їх утримання, у порівнянні з іншими пило-та золоуловителями, набагато нижче. При цьому електрофільтри найбільш повно відповідають вимогам абсолютного пиловловлюючого пристрою.

Установка для електричної очищення газів включає в себе електрофільтр і агрегат харчування. Підлягає очищенню газ надходить в електрофільтр, на електроди якого подається висока напруга, між електродами виникає коронний розряд, внаслідок чого відбувається заповнення міжелектродного простору негативно зарядженими іонами газу, які під дією електричного поля рухаються від коронуючих електродів до осаджувальних.

Осаджувальних електроди поділяються на пластинчасті, трубчасті, коробчаті, пруткові, кишенькові, жолоби, С-образні, тюльпанообразной і т.д.

За способом видалення пилу електрофільтри діляться на мокрі і сухі. У сухих електрофільтрах струшування електродів відбувається ударно-молотковим, ударно-імпульсним, вібраційним способами і ін У мокрих електрофільтрах здійснюється періодична або безперервна промивка електродів. По напрямку руху очищуваного газу електрофільтри поділяються на вертикальні і горизонтальні. Крім того, електрофільтри бувають однозонних, в яких зарядка і осадження частинок здійснюється в одній зоні, і двозонний - в них зарядка і осадження здійснюються в різних зонах: іонізатор і осадителя.

Трубчастий електрофільтр Стюртевант

За принципом створення коронного розряду електрофільтри бувають з фіксованими точками коронного розряду і нефіксованим коронним розрядом.

За типом систем коронуючих електродів електрофільтри можна розділити на дві основні групи: з рамними коронирующим електродами і з вільно підвішеними коронирующим електродами. Струшування осаджувальних і коронуючих електродів здійснюється за допомогою зіткнення, ударно-молоткового струшування, ударно-імпульсної системи, вібраційних механізмів, періодичної і безперервної промивки.

Фізика коронного розряду докладно розглянута в книзі Н. А. Капцова «Коронний розряд і його застосування в електрофільтрах», виданій у 1947 р. Явище електричного розряду в газах пояснюється кількома теоріями розряду. Підстава першо теорії - теорії лавин - було покладено Таунсендом в 1900 р. Через 30 років вона отримала подальший розвиток у працях Роговського і, як пише Н. А. Капцов, «і до теперішнього часу служила основою при поясненні явищ коронного розряду». Друга теорія - теорія газорозрядної плазми - з 1924 р. розроблялася Ленгрюмом і його школою, але, на думку Н. А. Капцова, до пояснення фізики коронного розряду не має прямого відношення. Третя теорія - теорія ізотермічної плазми - розроблялася в довоєнні роки Еленбасом та іншими голландськими фізиками.

Електрофільтр Ріон-С

Ч етвертая теорія - теорія стримерів - фігурує у роботах Леба і була викликана «численними спробами пояснити явища, що спостерігаються в ранніх стадіях блискавки і іскрових розрядів взагалі».

У тому ж 1947 р. була видана ще одна книга Н. А. Капцова - «Електричні явища в газах і вакуумі», в якій він так пояснив природу коронного розряду:

«Коронний розряд виникає при порівняно великих тисках у всіх тих випадках, коли поле в розрядному проміжку дуже нерівномірно через малого радіусу кривизни поверхні одного або обох електродів. При коронному розряді відбувається неповний пробою газового розрядного проміжку, що завершується при подальшому іскровому пробої ».


Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Фізика та енергетика | Стаття
30кб. | скачати


Схожі роботи:
Коронний розряд
© Усі права захищені
написати до нас