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了解電暈放電的起始場強的大小與哪些因素有關(guān),熟悉電暈放電的危害和利用

更新時間:2024-04-03      點擊次數(shù):2421

一、電暈放電的起始電壓與起始場強

在極不均勻電場中,由于最大場強與平均場強相關(guān)很大,以至間隙擊穿前在曲率半徑較小的電極表面附近出現(xiàn)局部的自持放電,即電暈放電。開始爆發(fā)電暈時的電壓稱為電暈起始電壓Uc,此時電表面的場強稱為電暈起始場強Ec。

電暈放電的起始電壓Uc通常由實驗總結(jié)出的經(jīng)驗公式確定。以輸電線路的導(dǎo)線為例,平行導(dǎo)線間電暈起始場強Ec (峰值,kV/cm)的經(jīng)驗公式為

image.png

式中 r——導(dǎo)線半徑,cm;

δ——氣體相對密度;

m1——導(dǎo)線表面的粗糙系數(shù),對光滑導(dǎo)線m1=1,絞線m1=0.8~0.9:

m2——氣象系數(shù),好天氣時m2=1,壞天氣時m2=0.8。

求得Ec后,可根據(jù)電極結(jié)構(gòu)及布置求得電暈起始電壓Uc,例如,對于距離為d的兩根平行導(dǎo)線(d>>r),電暈起始電壓

Uc=Ecrlnd/r (TYBZ01402004-2)

式中 d——導(dǎo)線間距離。

對于單導(dǎo)線對地的情況,EcUc的計算公式同式(TYBZ01402004-1)和式(TYBZ01402004-2),但公式中d為鏡像距離,Uc為導(dǎo)線對地電壓。

對于三相輸電線路,電暈起始電壓Uc (相電壓)為

image.png

式中  D——導(dǎo)線的幾何均距;

Dab DbcDca——分別為導(dǎo)線ab、be、ca的間距。

二、電暈放電的危害

(1)電學(xué)放電會引起能量損失。

(2)電暈放電形成的高頻電磁波會對無線電信號產(chǎn)生干擾。

(3)電放電會使空氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生O3、NO、NO2等有害氣體,對金屬及絕緣材料有氧化和腐蝕作用。

(4)電暈放電發(fā)出的噪聲有可能超過環(huán)境保護的標(biāo)準(zhǔn)。

三、防暈措施

對于電暈放電帶來的危害,解決的途徑是限制電極表面的電場強度,使其低于電暈放電的起始場強。對于輸電線路,通常以晴天時不發(fā)生電暈放電的條件選擇架空導(dǎo)線的截面積。對于超高壓輸電線路,可以采用擴徑的空心導(dǎo)線或分裂導(dǎo)線以降低導(dǎo)線表面的電場強度。

對于電氣設(shè)備,可采用改善電極形狀的方法消除電學(xué)放電,如增大電極的曲率半徑,同時電極表面應(yīng)盡可能光滑,避免棱角、毛刺等以消除場強局部增高。某些高壓設(shè)備的高壓出線端加裝均壓環(huán)就是增大電極曲率半徑的一個例子,如在懸式絕緣子串的導(dǎo)線端加裝屏蔽環(huán),在避雷器、互感器等設(shè)備的頂端加裝均壓環(huán)等。

四、電暈的利用

在一些特殊的場合,電暈也有可以利用的一面:

(1)利用電暈放電產(chǎn)生的空間電荷改善極不均勻電場的電場分布,可以提高氣體間隙的放電電壓

(2)電放電可削弱輸電線路上的雷電沖擊電壓的幅值和陡度,也可以降低操作過電壓。

(3)電暈在工業(yè)部門已獲廣泛應(yīng)用,例如凈化工業(yè)廢氣的靜電除塵器、凈化水用的臭氧發(fā)生器和靜電噴涂等。

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