Električna energija se široko koristi u suvremenom životu, kako u proizvodnji, tako i u svakodnevnom životu. Proizvodnja električne energije i njena potrošnja u ogromnoj većini slučajeva ne događa se na jednom mjestu, a udaljenost između ove dvije točke prilično je značajna. Glavno sredstvo za isporuku električne energije na pravo mjesto su razni dalekovodi.
Izgradnja elektroenergetskog voda značajnih kapaciteta vrlo je skup poduhvat. Jedno od sredstava za smanjenje razdoblja povrata kapitalnih troškova je povećanje radnog napona: kako raste konstantnom snagom, radna struja se smanjuje, a sukladno tome i gubici.
Električni vodovi mogu se izvoditi na osnovi kabela ili kao nadzemni dalekovodi (LEP). Potonji su korisni u tome što zrak kao dobar prirodni dielektrik omogućuje učinkovito odvajanje žica, što opet štedi troškove.
Koronsko pražnjenje u dalekovodima
Gubici zbog pretvorbe u džulovsku toplinu izravno u faznim vodičima nisu jedini mehanizam gubitaka u dalekovodima. Osim njih, tu su gubici i za tzv. iscjedak iz korone. Akustični učinak njegove prisutnosti jasno se čuje, osobito pri visokoj vlažnosti, pucketanju i noću se iscjedak korone očituje kao sjaj (korona) oko oštrih rubova metala predmeta. Primjer ovog fenomena prikazan je na slici 1.
Koronsko pražnjenje temelji se na učinku probijanja zraka kao izolatora, koji se javlja pri jačini električnog polja od najmanje 30 kV / cm. U tom slučaju napetost prirodno raste u području oštrog ruba. Rezultat sloma je ionizacija molekula zraka s pojavom slobodnih naboja. Potonji komuniciraju s električnim poljem i u njemu se intenzivno ubrzavaju. Kad se sudari sa sljedećom molekulom, dolazi do njene sekundarne ionizacije, a zatim se proces razvija poput lavine.
Zbog činjenice da se s udaljenošću od žice jakost polja brzo smanjuje (proporcionalno kvadratu udaljenosti), razmatrani mehanizam:
- ima ograničen opseg;
- uvijek "vezan" za metalni predmet pod naponom;
- najintenzivniji u području oštrih rubova.
Izlaskom iz područja ionizacije započinje rekombinacija slobodnih nosača naboja, koja je praćena oslobađanjem njihove akumulirane energije u obliku sjaja i klika.
Vrste kruničnih ispuštanja
Proces ionizacije može započeti i na katodi koja generira lavinu elektrona i na anodi koja postaje izvor pozitivnih naboja. Kretanje naboja stvorenih tijekom proboja uvijek se događa s jedne elektrode na drugu.
U ovom slučaju, zbog veće pokretljivosti elektrona, određene manjom masom, velika jednolikost njihove raspodjele u jezgri, a korona, kao rezultat toga, ima jednoliku sjaj.
U slučaju pozitivnih naboja, uvjeti stvaranja korone obično su lokalizirani, što rezultira dobivanjem oblika kanapa ili iskrica.
Druga elektroda možda neće generirati koronu.
Suzbijanje krune
Bez obzira na vrstu korone, njezin izgled znači pojavu dodatne struje, t.j. rast gubitaka. Da bi ih se smanjilo, najprikladnije je smanjiti jakost polja ispod probojne. Najlakši je način eliminirati oštre rubove na strujnim elementima dalekovoda. To je najvažnije pri projektiranju izolatora, jer u njima je prirodno poremećena glatkoća linija detalja. Primjer je prikazan na slici 2.
Skuplji i strukturno složeniji, ali istodobno učinkovitiji način radikalnog rješavanja problema je prelazak na žice s tzv. podijeljena struktura. Primjer njihove konstrukcije prikazan je na slici 3. U ovom se slučaju cilj postiže činjenicom da povećanje broja žica prirodno smanjuje snagu električnog polja ispod kritičnog.