Pelepasan korona - asal, karakteristik dan aplikasi

Dalam kondisi medan elektromagnetik yang sangat tidak homogen, pada elektroda dengan kelengkungan permukaan luar yang tinggi, dalam beberapa situasi pelepasan korona - pelepasan listrik independen dalam gas - dapat dimulai. Sebagai ujung, bentuk yang sesuai untuk fenomena ini dapat bertindak: ujung, kawat, sudut, gigi, dll.

Kondisi utama untuk permulaan pelepasan adalah bahwa di dekat tepi tajam elektroda harus ada kekuatan medan listrik yang relatif lebih tinggi daripada di jalur lain antara elektroda, yang menciptakan perbedaan potensial.

Untuk udara dalam kondisi normal (pada tekanan atmosfir), nilai batas intensitas listriknya adalah 30 kV / cm; pada tegangan seperti itu, cahaya mirip korona yang lemah muncul di ujung elektroda. Inilah sebabnya mengapa debit disebut debit korona.

Pelepasan seperti itu ditandai dengan munculnya proses ionisasi hanya di sekitar elektroda korona, sedangkan elektroda kedua mungkin tampak normal sepenuhnya, yaitu tanpa pembentukan korona.

Pelepasan korona kadang-kadang dapat diamati dalam kondisi alami, misalnya di puncak pohon, ketika ini difasilitasi oleh pola distribusi medan listrik alami (sebelum badai petir atau selama badai salju).

Pembentukan lucutan korona berlangsung sebagai berikut. Molekul udara secara tidak sengaja terionisasi dan sebuah elektron dipancarkan.

Elektron mengalami percepatan dalam medan listrik di dekat ujungnya dan mencapai energi yang cukup untuk mengionisasinya segera setelah bertemu dengan molekul berikutnya di jalurnya dan elektron lepas landas lagi. Jumlah partikel bermuatan yang bergerak dalam medan listrik di dekat ujung meningkat seperti longsoran salju.

Jika elektroda korona yang tajam adalah elektroda negatif (katoda), dalam hal ini korona akan disebut negatif dan longsoran elektron ionisasi akan berpindah dari ujung korona ke elektroda positif. Generasi elektron bebas difasilitasi oleh radiasi termionik katoda.

Ketika longsoran elektron bergerak dari ujung mencapai daerah di mana kekuatan medan listrik tidak lagi cukup untuk ionisasi longsoran lebih lanjut, elektron bergabung kembali dengan molekul udara netral, membentuk ion negatif, yang kemudian menjadi pembawa arus di daerah di luar mahkota. Korona negatif memiliki pancaran seragam yang khas.

Jika sumber korona adalah elektroda positif (anoda), maka pergerakan longsoran elektron diarahkan ke ujung, dan pergerakan ion diarahkan keluar dari ujung. Fotoproses sekunder di dekat ujung bermuatan positif memfasilitasi reproduksi elektron pemicu longsoran salju.

Jauh dari ujung, di mana kekuatan medan listrik tidak cukup untuk memastikan longsoran ionisasi, pembawa arus tetap menjadi ion positif yang bergerak menuju elektroda negatif. Korona positif dicirikan oleh pita yang menyebar ke arah yang berbeda dari ujung, dan pada voltase yang lebih tinggi pita berbentuk saluran percikan.

Korona juga dimungkinkan pada kabel saluran listrik bertegangan tinggi, dan di sini fenomena ini menyebabkan hilangnya listrik, yang dihabiskan terutama untuk pergerakan partikel bermuatan dan sebagian lagi untuk radiasi.

Korona pada konduktor saluran terjadi ketika kekuatan medan pada konduktor melebihi nilai kritis.

Korona menyebabkan munculnya harmonik yang lebih tinggi pada kurva arus, yang dapat secara tajam meningkatkan pengaruh mengganggu saluran listrik pada saluran komunikasi dan komponen aktif arus di saluran, akibat pergerakan dan netralisasi muatan ruang.

Jika kita mengabaikan penurunan tegangan pada lapisan koronal, maka kita dapat mengasumsikan bahwa jari-jari kabel dan oleh karena itu kapasitas saluran meningkat secara berkala dan nilai-nilai ini berfluktuasi dengan frekuensi 2 kali lebih besar dari frekuensi jaringan ( periode perubahan ini berakhir pada setengah periode frekuensi operasi).

Karena fenomena atmosfer memiliki pengaruh yang signifikan terhadap kehilangan energi dengan garis korona, jenis cuaca utama berikut harus diperhitungkan saat menghitung kerugian: cuaca cerah, hujan, es, salju.

Untuk mengatasi fenomena ini, konduktor saluran listrik dibagi menjadi beberapa bagian, tergantung pada tegangan saluran, untuk mengurangi tegangan lokal di dekat konduktor dan mencegah pembentukan korona pada prinsipnya.

Karena pemisahan konduktor, kekuatan medan berkurang karena luas permukaan yang lebih besar dari konduktor yang dipisahkan dibandingkan dengan luas permukaan konduktor tunggal dari penampang yang sama, dan muatan pada konduktor yang dipisahkan meningkat dalam jumlah yang lebih kecil dari luas permukaan konduktor.

Jari-jari kawat yang lebih kecil memberikan peningkatan kerugian korona yang lebih lambat. Kerugian korona terkecil diperoleh ketika jarak antar konduktor dalam fasa adalah 10 — 20 cm, namun karena bahaya pertumbuhan es pada bundel konduktor fasa, yang akan menyebabkan peningkatan tajam tekanan angin pada saluran. , jarak yang ditempuh selama 40-50 cm.

Selain itu, cincin anti-korona digunakan pada saluran transmisi tegangan tinggi, yaitu toroid yang terbuat dari bahan konduktif, biasanya logam, yang dipasang ke terminal atau bagian perangkat keras bertegangan tinggi lainnya.

Peran cincin korona adalah untuk mendistribusikan gradien medan listrik dan menurunkan nilai maksimumnya di bawah ambang batas korona, sehingga mencegah pelepasan korona sepenuhnya atau setidaknya efek destruktif dari pelepasan yang ditransfer dari peralatan berharga ke cincin.

Pelepasan korona menemukan aplikasi praktis dalam pemurni gas elektrostatik, serta untuk mendeteksi keretakan pada produk.Dalam teknologi penyalinan — untuk mengisi dan melepaskan fotokonduktor dan untuk mentransfer bubuk pewarna ke kertas. Selain itu, lucutan korona dapat digunakan untuk menentukan tekanan di dalam lampu pijar (berdasarkan ukuran korona pada lampu yang identik).