Az áramot széles körben használják a modern életben, mind a termelésben, mind a mindennapi életben. Az áramtermelés és annak fogyasztása az esetek elsöprő többségében nem egy helyen történik, és a két pont közötti távolság meglehetősen jelentős. A villamos energia megfelelő helyre történő szállításának fő eszköze a különféle elektromos vezetékek.
Jelentős kapacitású villamos vezeték építése nagyon költséges vállalkozás. A tőkeköltségek megtérülési idejének csökkentésének egyik eszköze az üzemi feszültség növelése: mivel állandó teljesítmény mellett emelkedik, csökken az üzemi áram és ennek megfelelően csökken a veszteség.
Az elektromos vezetékek megvalósíthatók kábelek alapján vagy felsővezetékként (LEP). Ez utóbbiak előnyösek abban a tekintetben, hogy a levegő, mint jó természetes dielektromos anyag lehetővé teszi a huzalok hatékony elválasztását, ami ismét költségmegtakarítást jelent.
Corona kisülés az elektromos vezetékekben
A Joule hővé történő átalakulás veszteségei közvetlenül a fázisvezetőkben nem az egyetlen veszteségmechanizmus a távvezetékekben. Rajtuk kívül veszteségek vannak az ún. koronakisülés. Jelenlétének akusztikus hatása jól hallható, különösen magas páratartalom, ropogás és éjszaka a korona kisülése fényként (koronaként) nyilvánul meg a fém éles szélei körül elemeket. Erre a jelenségre mutat példát az 1. ábra.
A koronakisülés a szigetelésként történő légbontás hatásán alapul, amely legalább 30 kV / cm elektromos térerősség mellett történik. Ebben az esetben a feszültség természetesen növekszik az éles perem területén. A lebontás eredményeként a légmolekulák szabad töltések megjelenésével ionizálódnak. Az utóbbiak kölcsönhatásba lépnek az elektromos térrel, és intenzíven felgyorsulnak benne. A következő molekulával ütközve bekövetkezik annak másodlagos ionizációja, majd a folyamat lavinaszerűen fejlődik.
Annak a ténynek köszönhetően, hogy a huzaltól való távolsággal a térerősség gyorsan csökken (a távolság négyzetével arányosan), a figyelembe vett mechanizmus:
- korlátozott hatályú;
- mindig feszültség alatt álló fémtárgyhoz „kötve”;
- a legintenzívebb az éles élek területén.
Az ionizációs régióból való kilépéskor megkezdődik a szabad töltéshordozók rekombinációja, amely halmozott energiájuk felszabadulásával jár együtt ragyogás és kattanás formájában.
A koronakisülések fajtái
Az ionizációs folyamat megkezdődhet mind a katódnál, amely elektronlavinát generál, mind az anódnál, amely pozitív töltések forrásává válik. A meghibásodás során keletkező töltések mozgása mindig az egyik elektródról a másikra történik.
Ebben az esetben az elektronok nagyobb mobilitása miatt, amelyet kisebb tömeg határoz meg, egy nagy a magban való eloszlásuk egységessége, és ennek következtében a koronának egyenruhája van világít.
Pozitív töltések esetén a koronaképződés körülményei általában lokalizálódnak, ennek eredményeként zsinór vagy szikra csatorna alakját nyerik.
Előfordulhat, hogy a második elektróda nem generál koronát.
Korona elnyomása
A korona típusától függetlenül megjelenése további áram megjelenését jelenti, azaz a veszteségek növekedése. Csökkentésük érdekében a legerősebb a térerősséget a lebontás alá csökkenteni. A legegyszerűbb módja annak, hogy kiküszöböljük az éles széleket az elektromos vezetékek áramvezető elemein. Ez a legfontosabb a szigetelők tervezésénél, mert bennük természetesen megszakad a részletvonalak simasága. Egy példa látható a 2. ábrán.
Költségesebb és szerkezetileg összetettebb, ugyanakkor hatékonyabb módszer a probléma radikális megoldására, ha áttérünk a vezetékekre az ún. hasított szerkezet. Felépítésükre a 3. ábra mutat be példát. Ebben az esetben a célt azzal érjük el, hogy a vezetékek számának növekedése természetesen csökkenti az elektromos térerősséget a kritikus alá.