Кольцо Corona - Corona ring
Коронное кольцо , также называемое анти-коронным кольцом , представляет собой тороид из проводящего материала, обычно металла, который прикреплен к терминальной или другой нерегулярным аппаратной части высокого напряжения оборудования. Роль коронирующего кольца заключается в распределении градиента электрического поля и снижении его максимальных значений ниже порога коронного разряда , предотвращая коронный разряд . Кольца Corona используются в изоляторах и распределительных устройствах для передачи электроэнергии очень высокого напряжения, а также в научно-исследовательской аппаратуре, генерирующей высокое напряжение. Очень похожее родственное устройство, калибровочное кольцо , используется вокруг изоляторов.
Коронный разряд
Коронный разряд - это утечка электрического тока в воздух, прилегающий к проводам высокого напряжения. Иногда это видно как тусклое голубое свечение в воздухе рядом с острыми точками на высоковольтном оборудовании. Сильное электрическое поле ионизирует воздух, делая его проводящим, позволяя току течь из проводника в воздух в виде ионов . В линиях электропередачи и оборудовании корона приводит к экономически значительным потерям энергии и может вывести из строя оборудование, в котором она возникает. В таких устройствах, как электростатические генераторы , генераторы Маркса и телевизоры, токовая нагрузка, вызванная утечкой коронного разряда, может снизить напряжение, создаваемое устройством, что приведет к его неисправности. Coronas также выделяет ядовитый и коррозионный газ озон , который может вызвать старение и охрупчивание близлежащих конструкций, таких как изоляторы, и создать опасность для здоровья рабочих и местных жителей. По этим причинам коронный разряд считается нежелательным в большинстве электрооборудования.
Как они работают
Коронные разряды возникают только тогда, когда электрическое поле (градиент потенциала) на поверхности проводников превышает критическое значение, диэлектрическую прочность или градиент разрушающего потенциала воздуха. Это примерно 30 киловольт на сантиметр, но уменьшается с увеличением атмосферного давления, поэтому корона более серьезная проблема на больших высотах. Электрическое поле у проводника больше всего там, где кривизна наиболее острая, поэтому коронный разряд сначала возникает в острых точках, углах и краях.
Клеммы на оборудовании с очень высоким напряжением часто имеют закругленную форму большого диаметра, такую как шары и торцы, называемые коронными крышками , для подавления образования коронного разряда. Некоторые части высоковольтных цепей имеют оборудование с открытыми острыми краями или углами, например, точки крепления, в которых провода или шины соединяются с изоляторами; В этих местах обычно устанавливаются коронирующие колпачки и кольца, чтобы предотвратить образование коронного разряда.
Кольцо коронирующего разряда электрически соединено с проводником высокого напряжения, окружая точки, где могла бы образоваться корона. Поскольку кольцо имеет тот же потенциал, что и проводник, наличие кольца значительно снижает градиент потенциала на поверхности проводника, ниже разрушающего градиента потенциала, поэтому на металлических точках не образуется корона.
Кольца для сортировки
Очень похожее родственное устройство, называемое градуировочным кольцом , также используется в высоковольтном оборудовании. Кольца выравнивания похожи на кольца коронного разряда, но они окружают изоляторы, а не проводники. Хотя они также могут служить для подавления короны, их основная цель - уменьшить градиент потенциала вдоль изолятора, предотвращая преждевременный электрический пробой .
Градиент потенциала (электрическое поле) на изоляторе неоднороден, но самый высокий на конце, рядом с высоковольтным электродом. Под воздействием достаточно высокого напряжения изолятор сначала выйдет из строя и станет проводящим на этом конце. Как только часть изолятора на конце электрически сломается и станет проводящей, на оставшуюся часть будет приложено полное напряжение, поэтому пробой будет быстро прогрессировать от конца высокого напряжения к другому, и начнется пробой дуги. Следовательно, изоляторы могут выдерживать значительно более высокие напряжения, если градиент потенциала на высоковольтном конце уменьшается.
Градуировочное кольцо окружает конец изолятора рядом с проводом высокого напряжения. Это уменьшает градиент на конце, что приводит к более равномерному градиенту напряжения вдоль изолятора, позволяя использовать более короткий и дешевый изолятор для данного напряжения. Регулирующие кольца также уменьшают старение и износ изолятора, которые могут возникнуть на стороне высокого напряжения из-за высокого электрического поля.
В устройствах с очень высоким напряжением, таких как генераторы Маркса и трубки ускорителей частиц , изолирующие колонны часто имеют множество металлических калибровочных колец, равномерно расположенных по их длине. Они связаны цепочкой делителей напряжения из резисторов высокого номинала, поэтому падение напряжения от каждого кольца к следующему одинаковое. Это равномерно распределяет разность потенциалов по длине колонны, поэтому отсутствуют участки с сильным полем, что приводит к наименьшей нагрузке на изоляторы.
Использует
Корона кольца используются на очень высоком напряжении аппарата , как Ван - де - Граафа генераторов , генераторов Коккрофт-Walton , и ускорителей частиц , а также по передаче электрической энергии изоляторов, вводов и распределительных устройств. Производители предлагают коронирующее кольцо на конце линии изолятора для линий электропередачи выше 230 кВ и на обоих концах для потенциалов выше 500 кВ. Кольца коронного разряда продлевают срок службы поверхностей изолятора, подавляя эффекты коронного разряда.
Коронационные кольца также могут быть установлены на изоляторах антенн мощных радиопередатчиков . Однако они увеличивают емкость изоляторов.
