Коронный разряд. Развитие разряда в резко-неоднородных полях, страница 3

В воздухе корона обычно возникает при давлениях порядка атмосферного около проводов высоковольтных линий (рис.2.2), около громоотводов и мачт кораблей (рис.2.3) («огни святого Эльма»). Для зажигания короны требуется определенное достаточно высокое напряжение, которое зависит от конкретных условий. При более высоком напряжении пробивается остальная часть промежутка и между электродами проскакивает искра.

 

Рисунок 2.2. Корона на линиях электропередач.

Рисунок 2.3. «Огни святого Эльма» наблюдаются на концах мачт кораблей перед грозой. .

Коронный разряд как физическое явление известен достаточно давно. Коронный разряд - это самостоятельный электрический разряд, при котором ионизация газа электронами происходит не по всей длине промежутка, а в ограниченной области. Поскольку он является одним из видов электрического разряда в газе, то классификация форм коронного разряда осуществляется по тем же принципам, что и общая классификация электрических разрядов.

Само название «коронный» разряд получил из-за своего свечения, наблюдаемого на тонких проводах и напоминающего солнечную корону (рис.2.4, а).

Основными формами коронного разряда являются лавинная и стримерная. Названия этих форм обусловлены основными характерными процессами, которые имеют место в зоне ионизации соответствующих коронных разрядов.

    

а                                              б                      в                                  г

Рисунок 2.4. Формы коронного разряда: а – лавинная форма на острие иглы, б – лавинная форма на проволоке, в - стримерная форма на цилиндрическом электроде (негатив), г – стримерная форма на оголенном конце проволоки.

На фотографиях (рис.2.4) представлены лавинная и стримерная  формы коронного разряда на различных электродах. Слева (рис.2.4, а) приведена фотография лавинной формы короны у острия игольчатого электрода. На следующей фотографии (рис.2.4, б) лавинная форма на шероховатом проволочном электроде. Стримерная корона (рис.2.4, в,г) наблюдается в виде слабо светящихся нитевидных каналов, длина которых в зависимости от конкретных условий может изменяться в широких пределах (от нескольких миллиметров до десятков сантиметров.

            Как уже отмечалось, корона иногда возникает и в естественных условиях под влиянием атмосферного электричества на верхушках деревьев, корабельных мачт и т.п. Это явление в старину получило название «огни святого Эльма» (рис.2.3). Часто корона возникает вблизи высоковольтных линий (рис.2.2). С возникновением коронного разряда приходится считаться в технике высоких напряжений. Образуясь вокруг проводов высоковольтных линий передач электроэнергии, корона ионизует окружающий воздух, вследствие чего возникают очень вредные токи утечки. Для уменьшения этих токов провода высоковольтных линий, а также подводящие провода к высоковольтным лабораторным установкам должны быть достаточно толстыми. Коронные разряды иногда носят прерывистый импульсный характер и являются источниками значительных радиопомех.

Коронный разряд оказывает не только вредное воздействие, как в линиях электропередач, он находит и полезное применение, например, в электрофильтрах, электросепараторах, лежит в основе работы счетчиков Гейгера-Мюллера (1929 г.), предназначенных для регистрации ядерных частиц.

В наши дни коронный разряд широко применяется в технике, а именно: для электрогазоочитски, электроокраски, напыления порошковых покрытий, используется для модифицирования свойств поверхности, при струйной электропечати и других отраслях промышленности.

Очень широко коронный разряд используется в электрофильтрах, в частности, предназначенных для очистки промышленных газов от примесей твердых и жидких частиц, например, частиц дыма в производстве серной кислоты, в литейных цехах заводов цветных металлов и пр.