A eletricidade é amplamente utilizada na vida moderna, tanto na produção quanto na vida cotidiana. A geração de energia elétrica e seu consumo na grande maioria dos casos não ocorrem em um só lugar, sendo a distância entre esses dois pontos bastante significativa. O principal meio de fornecer eletricidade ao lugar certo são várias linhas de força.
A construção de uma linha de energia elétrica para uma capacidade significativa é um empreendimento muito caro. Uma das formas de reduzir o período de recuperação dos custos de capital é aumentar a tensão operacional: à medida que aumenta com uma potência constante, a corrente operacional diminui e, consequentemente, as perdas diminuem.
As linhas de energia podem ser implementadas com base em cabos ou como linhas de energia aéreas (PTL). Este último é vantajoso na medida em que o ar, como um bom dielétrico natural, permite que os fios sejam efetivamente separados, o que mais uma vez economiza custos.
Descarga corona em linhas de energia
As perdas por conversão para calor Joule diretamente nos condutores de fase não são o único mecanismo de perda nas linhas de transmissão. Além deles, há perdas para os chamados. descarga corona. O efeito acústico de sua presença é claramente audível, especialmente em alta umidade, crepitação e à noite, a descarga corona se manifesta como um brilho (corona) em torno das bordas afiadas do metal Itens. Um exemplo desse fenômeno é mostrado na Figura 1.
A descarga corona é baseada no efeito da degradação do ar como um isolante, que ocorre com uma intensidade de campo elétrico de pelo menos 30 kV / cm. Nesse caso, a tensão cresce naturalmente na área da aresta viva. O resultado da quebra é a ionização das moléculas de ar com o aparecimento de cargas livres. Estes últimos interagem com o campo elétrico e são intensamente acelerados nele. Quando ela colide com a próxima molécula, ocorre sua ionização secundária, e então o processo se desenvolve como uma avalanche.
Devido ao fato de que com a distância do fio, a intensidade do campo diminui rapidamente (em proporção ao quadrado da distância), o mecanismo considerado:
- tem um escopo limitado;
- sempre “amarrado” a um objeto de metal energizado;
- mais intenso na área de arestas vivas.
Ao sair da região de ionização, inicia-se a recombinação dos portadores de carga gratuita, que é acompanhada pela liberação de sua energia acumulada na forma de um brilho e um clique.
Variedades de descargas coronais
O processo de ionização pode começar tanto no cátodo, que gera uma avalanche de elétrons, quanto no ânodo, que se torna fonte de cargas positivas. O movimento das cargas criadas durante a quebra sempre ocorre de um eletrodo para o outro.
Neste caso, devido à maior mobilidade dos elétrons, determinada por uma massa menor, uma grande uniformidade de sua distribuição no núcleo, e a corona, como resultado, tem uma uniformidade brilho.
Para cargas positivas, as condições para a formação de uma coroa são geralmente localizadas, e como resultado elas assumem a forma de uma corda ou de um canal de centelha.
O segundo eletrodo pode não gerar uma corona.
Supressão de coroa
Independentemente do tipo de corona, sua aparência significa o aparecimento de uma corrente adicional, ou seja, crescimento das perdas. Para reduzi-los, é mais conveniente reduzir a intensidade do campo abaixo da de quebra. A maneira mais fácil é eliminar as arestas afiadas dos elementos que transportam corrente nas linhas de energia. Isso é mais importante ao projetar isoladores, porque neles a suavidade das linhas de detalhes é naturalmente perturbada. Um exemplo é mostrado na Figura 2.
Uma maneira mais cara e estruturalmente complexa, mas ao mesmo tempo mais eficaz de resolver radicalmente o problema, é trocar os chamados fios por fios. estrutura dividida. Um exemplo de seu design é mostrado na Figura 3. Nesse caso, o objetivo é alcançado pelo fato de que um aumento no número de fios reduz naturalmente a intensidade do campo elétrico abaixo do crítico.