电晕抵消(也称为电晕效果)是由此引起的电气放电电离一种流体,如包围在导体周围的空气电带。电晕效果将发生在高压系统除非采取足够的措施来限制周围环境的强度电场。
电晕放电会导致声音嘶嘶声或破裂噪声,因为它电离导体周围的空气。这是常见的高压电力传输线条。电晕效果还可以产生紫色发光,围绕导体,无线电干扰和电力损耗产生臭氧气体。
什么是电晕效果?
由于空气不是完美的绝缘体——在正常情况下含有许多自由电子和离子,所以电晕效应是自然发生的。当两个导体之间在空气中建立电场时,空气中的自由离子和电子将受到一个力。由于这种效应,离子和自由电子会加速并向相反的方向移动。
带电粒子在运动过程中会相互碰撞,也会与缓慢移动的不带电分子发生碰撞。因此,带电粒子的数量迅速增加。如果电场足够强,就会发生空气的介电击穿,导体之间就会形成电弧。
电力传输处理电能的散装转移,从发电站距离主要消费中心或城市的发电站。因此,长距离传输导线对于有效的电力传输非常需要 - 这显然会导致整个系统的巨大损失。
最小化这些能量损失一直是电力工程师面临的主要挑战。电晕放电会显著降低电力系统中超高压线路的效率。yabo2021app
两个因素对于电晕放电很重要:
当一个交流当前被跨越两个导体流动输电线路由于间距比直径大,导体周围的空气(由离子组成)受到介电应力的影响。
在供应的低值电压如果压力太小就没有发生任何东西,不能离外空气。但是当电位差异增加超过一些阈值时(称为临界击穿电压),对于围绕导体的空气来解离离子的空气变得足够强大 - 使其导电。该临界破坏性电压发生在大约30kV。
电离的空气导致导体周围的放电(由于这些离子的流动)。这就产生了微弱的发光,伴随着臭氧释放时发出的嘶嘶声。
在高压传输线中发生的这种放电现象是已知的电晕效果。如果跨线电压继续增加,辉光和嘶嘶噪声变得越来越强烈-诱导高功率损失进入系统。
影响电晕损失的因素
导体的线电压是传输线中电晕放电的主要决定因素。在电压的低值(小于临界破坏电压小)时,空气上的应力不足以引起介电击穿 - 并且因此不会出现放电。
随着电压的增加,由于导体周围的大气空气的电离而发生传输线中的电晕效应 - 它主要受电缆条件以及大气的物理状态影响。影响电晕放电的主要因素是:
- 大气条件
- 导体状况
- 导体之间的间距
让我们更详细地研究一下这些因素:
大气条件
我们证明了空气介电击穿的电压梯度与空气密度成正比。Hence in a stormy day, due to continuous air flow, the number of ions present surrounding the conductor is far more than normal, and hence it’s more likely to have electrical discharge in transmission lines on such a day, compared to a day with the fairly clear weather. The system has to be designed considering those extreme situations.
导体状况
这种特殊的现象依赖于导体和其物理状况。它具有与导体直径的倒数比例关系。即,随着直径的增加,Corona对电力系统的影响很大。而且,导体的污垢或粗糙度的存在降低了临界击穿电压,使导体更容易发生电晕损耗。因此,在大多数具有高污染的城市和工业领域,这一因素具有合理的重要性,无法对其对系统的效果进行反击。
导体之间的间距
如上文所述,电晕发生在线与线之间的间距要比线的直径大得多,但如果线的长度超过一定的限制,电晕对空气的介电应力就会减小,因此,电晕的影响也会减小。如果间距太大,那么传输线的那个区域可能根本不会出现电晕。
减少电晕放电
电晕放电总是导致功率损失。能量以光、声、热和化学反应的形式流失。虽然这些损失单独来说很小,但随着时间的推移,它们会在高压网络中累积成巨大的功率损失。
电晕放电可以减少:
- 增加导体尺寸:较大的导线导致电晕效果的降低。
- 增加导体之间的距离:增加导体间距降低了电晕效应。
- 使用捆绑导体:捆绑导体增加导体的有效直径 - 因此降低了电晕效应。
- 使用电晕戒指:电场在有锋利的导体曲率的情况下更强。由于这种电晕放电首先发生在尖点,边缘和角落。电晕环通过“舍入”导体(即使尖锐)减少电晕效果。它们用于非常高压设备的端子(例如在高电压的衬套处变形金刚)。电晕环电连接到高压导体上,环绕着电晕效应最可能发生的点。这种环绕明显降低了导体表面的锐度——电荷分布在更大的区域。这反过来又减少了电晕放电。





