НұСҚаулар «Энергетикалық жүйелер»
Электр беру желілеріндегі короналық разряды
жүктеу/скачать 325,85 Kb.
|
| Электр беру желілеріндегі короналық разряды
Корона - бұл дербес разрядтың бір түрі болып табылады және біртектес емес өрістерде кездеседі, атап айтқанда электр желілері сымдарының маңындағы электр өрісінде. Электр беріліс желілерінің сымдары жеке басқада үлкен көп сымдардан тұрады және сондықтан олардың беті біркелкі емес болады, соның салдарынан әр түрлі нүктелерде өрістің кернеулігі бірдей емес. Түйірілген сымдар үшін әдетте сым бетіндегі өрістің орташа кернеулігі анықталады. Себебі, ең алдымен, короналық разряд кернеулігі орташадан асатын өткізгіштің шығыңқы бөліктерінде пайда болады, сондықтан түйірілген сым үшін өрістің бастапқы күші бірдей радиустағы тегіс сымға қарағанда аз болады. Сымдардың бетінде әрқашан пайда болатын әр түрлі қуыстар мен кедір-бұдырлар, өрістің бастапқы кернеулігін одан әрі төмендетеді. Корона разрядындағы иондану процестері радиус қисығы аз электродтың жанында ғана пайда болады, бұл жағдайда сымның жанындағы тар аймағы корона жамылғысы деп аталады. Сымдардағы корона жамылғысының разрядтары әрдайым біртекті бола бермейді, әсіресе жоғары кернеу кезінде. Сымда стримерлер оң полярлықта, тұтас жамылғыдан басқа кезінде пайда болады, олардың ұзындығы үлкен болуы мүмкін, бірақ электродтар арасындағы қашықтық әлдеқайда аз болады. Диаметрі үлкен сымдардың кернеулігі электр өрісі кезінде әлдеқайда асықпай азаяды, диаметрі кіші сымдарға қарағанда. Сондықтан, ионданизация аймағы - коронаның "жамылғысы" -үлкен өлшемдері болады, тіпті бастапқы кернеу кезінде көшкіндер шекті ұзындығына жетуі мүмкін. Корона бұл жағдайда стримерлік формасына бірден ауысады. Диаметрі кіші сымдарда корона (1 см-ге дейін) көшкін формасына енеді. Бастапқы ионизация аймағы кернеуін жоғарылатқан кезінде өседі және короналық көшкіннен стримерлікке ауысады. Стримерлік короналық тогы өте қатты қисық фронттардан жеке импульстерден тұрады. Бұл жоғары жиілікті ток коронасы радио және теледидарлық қабылдау кезінде кедергі жасайтын кең спектрлі жиіліктегі қарқынды электромагниттік сәуле көзі болып табылады. Аса жоғары кернеулі желілерінің сымдары короналау кезінде дыбыстық әсер пайда болуы мүмкін, әсіресе жауын-шашын кезінде күшті. Коронаның жамылғысында соққылы ионизациялау процестері есебінен зарядталған екі белгінің бөлшектері үздіксіз жасалады. Корона электродымен бірдей белгінің бөлшектері электр өрісінің әсерінен корона жамылғысын сыртқы аймаққа шығады және біртіндеп қарама-қарсы электродқа жылжиды. Егер бос орынға тұрақты кернеу қолданылса, онда стационарлық режимде коронаның бүкіл сыртқы аймағы, яғни ионизациясы жоқ аймақ короналық сымымен бірдей белгінің кеңістік зарядымен толтырылады. Бұл жағдайда, қарама-қарсы электродта бірлік уақытқа кететін заряд бірдей уақыт ішінде сыртқы аймаққа коронаның жамылғысымен шығарылған зарядқа дәл келеді, осылайша жалпы кеңістік заряды өзгеріссіз қалады.. Коронаның сыртқы аймағының көлемдік зарядының кеңістіктік таралуының мәні мен сипаты (ионизация аймағының көлемдік заряды ескерілмейді) короналық сымның бетіндегі өріс кернеулігі бастапқы мәніне жуықтап алғанда тең болу керек, яғни қоса берілген кернеудің мәніне қарамастан шамамен тең болуы тиіс. Егер сым бетіндегі өріс кернеулігі аз болса, жамылғы ионизациясы тоқтайды, керісінше электродқа кететін зарядтың орнына корона жамылғысына жаңа заряд бөлінбейді, көлемдегі жиынтық заряд азаяды. Нәтижесінде сымдағы заряд және оның бетіндегі өрістің кернеулігі ұлғаяды, содан кейін заряд өзінің бұрынғы мәнін алады. Егер сымның бетіндегі өрістің кернеулігі асса, корона жамылғысында ионизациясының қарқындылығы (интенсивность) артады, корона жамылғысысынан қарама-қарсы электродқа кететін зарядқа қарағанда үлкен заряд бөлінеді, сыртқы аймақтағы жиынтық заряды өседі, осының арқасында сымның бетіндегі өрістің кернеулігі төмендейді. Бұл корона разрядының қасиеті өте маңызды, өйткені ол сыртқы аймақта көлемді зарядтардың мөлшерін реттейді. Бұл көлемді зарядының қозғалысы электр өрісінде ток коронасын құрайды, электр беру желілеріндегі қалыпты ағу тогынан көп есе асып кетеді. Осы токтың өтуімен байланысты энергия шығыны өте үлкен болуы мүмкін, жұмыс істеп тұрған токтың әсерінен сымдардың активті кедергісіндегі шығындармен сәйкес келеді. Корона жамылғы үшін электрондар немесе стримерлер жылдамдығымен жүретін жылдам процестер тән. Сондықтан, ток коронасы, көлемді зарядтың орнын ауыстырумен анықталатын баяу өзгеретін құрамдас бөліктен басқа, стримерлердің немесе көшкін топтарының дамуына сәйкес келетін қысқа мерзімді шыңдардан тұрады. Бұл корона тогының жоғары жиілікті құраушысы радиотехникалық диапазонға сәйкес келетін жиіліктердің кең спектрі бар интенсивті электромагниттік сәулелену көзі. Корона желісі шығаратын радио толқындар радионы қабылдауға кедергі келтіреді (әсіресе желінің жанында күштірек), олар қол жетпейтін деңгейге жетуі мүмкін. Осылайша, электр желілерінің сымдарындағы коронаның разрядының пайда болуы энергияның жоғалуы және радио кедергілерімен бірге жүреді. Энергия жоғалуы мен радио кедергі деңгейінің қолайлы мәндерімен шектеу қажеттілігі электр беріліс желілерінің сымдары мен арматураларының ұтымды конструкциясы едәуір шамада, әсіресе ең жоғары номиналды кернеу кезінде короналық разрядпен анықталады. Электр желілерінің сымдарындағы корона разряды берілетін энергияның айтарлықтай жоғалуына әкеледі. Жалпы коронаға шығындарды қысқарту мақсатында желінің номиналды кернеуіне байланысты ЭБЖ сымдарын бірнеше құрамдастарға ажырату қолданылады. Коронаға қуат шығынын азайтудың "жүйелік" тәсілі ауа ылғалдылығы мен температурасына байланысты диспетчер желідегі кернеуді белгілі бір шамаға дейін азайтады. Осыған байланысты корона бойынша ең аз рұқсат етілетін қималар беріледі: 110 кВ — 70 мм² (қазіргі таңда 95 мм² қимасын пайдалану ұсынылады). 150 кВ — 120 мм². 220 кВ — 240 мм². жүктеу/скачать 325,85 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|