电晕放电是电流从电极流向外部空气。电晕放电(除其他外)发生在高压输电线中。
在这种情况下,减少电晕放电的一种方法是使用所谓的电晕环——它只是一个由粗金属棒制成的环,与导线正交,以便导线穿过环。该环安装在电源线柱上并接地。
这有什么帮助?我希望不是“线对空气”电流流动而是“线对环”电流流动将开始并且它会是一样的。为什么使用电晕环会抑制电晕放电?
电晕放电是电流从电极流向外部空气。电晕放电(除其他外)发生在高压输电线中。
在这种情况下,减少电晕放电的一种方法是使用所谓的电晕环——它只是一个由粗金属棒制成的环,与导线正交,以便导线穿过环。该环安装在电源线柱上并接地。
这有什么帮助?我希望不是“线对空气”电流流动而是“线对环”电流流动将开始并且它会是一样的。为什么使用电晕环会抑制电晕放电?
概括:
电晕环的作用是分散电场梯度并将其最大值降低到电晕阈值以下,防止电晕放电。 *
请参阅下面的“极好的参考”,以获得对理论和实践方面的极好的解释。
电晕环是安装在超高压系统(通常为 200 kV+)中绝缘体末端或径向外侧的导电环
电晕环的作用是消除或减少伴随电晕放电的空气电离。电晕放电会损坏绝缘体,并可能产生击穿产物,从而导致灾难性的绝缘故障。
电晕环的工作原理是改变电场强度的形状,从而降低绝缘体上最坏情况下的场变化率,从而将周围空气的峰值电势降低到低于每英寸 10 kV 的击穿电压(干空气,电源频率)。
一个有用的次要作用是重塑跨绝缘体堆叠的电场分布,使每个绝缘体的电势降更均匀,从而降低具有最高电压降的绝缘体上的击穿应力。用于 EHV 绝缘的一组对称绝缘体将在堆栈“热”端的绝缘体上产生更大的电压降。超过 10:1 的差异可能出现在长绝缘子串中,在某些情况下,超过一半的总 EHV 压降发生在前 3 或 4 个绝缘子上。通过电晕环重塑场可以有效地减少这种不平衡 - 但总电压的很大一部分仍然容易由最初的几个绝缘体承载。
在下面的照片中,可以在绝缘体的任一端看到电晕环。
上图取自对真实世界电晕效应和治疗的精彩讨论 * 对电晕环使用的总结非常简洁,以至于我在本答案开头使用它作为总结。(我在上面写了较长的版本后才找到这篇文章;-)。) 他们指出 - 电晕环的作用是分散电场梯度并将其最大值降低到电晕阈值以下,防止电晕放电。
维基百科指出,在电力系统中,例如 220 kV 电晕环很容易安装到绝缘体的一端和 500 kV+ 的两端。
极好的参考- 这是一篇关于电晕减少和电晕环功能的非常好的论文 -电晕环设计对电场强度和沿绝缘体串的电位分布的影响
这篇 2010 年的文章指出,在低于传统观察到的电压下会发生电晕损坏和绝缘体故障,这显然是由于使用了新的聚合物绝缘体。在某些配置中,低至 115 kV 线路的故障和/或损坏已被报告,而过去预计在 161 kV 以下不需要电晕环保护。 电晕环:需要它们吗?- 建模根据配置、硬件和线路电压预测电晕水平。
简短但有用的小组讨论在这里
EPRI(电力研究所)发表关于一系列电力相关问题的论文。以下是他们重新使用电晕环的一些参考资料
多绝缘子串上带和不带电晕环的电场分布示意图。请参阅上面的“精湛参考”论文进行讨论。
极端例子:
拉塞尔的回答很好。澄清电晕的工作方式:
当空气中某一点的电场足够强时,一些电子从原子中剥离,空气变成导电等离子体而不是绝缘体。当一个物体处于高电压并且具有小曲率(导线、尖点)时,它周围区域的场可以具有足够高的场强来发生这种情况,形成一层空气导电层,然后被正常的绝缘空气包围。如果这个导电层周围的强度也足够高(如果导电区域是尖的),那么导电层可以增加和增大尺寸(通常是在一个方向上),直到它形成一个完整的导电路径到另一个物体,然后一个巨大的电流以电弧的形式流动。
即使场的形状不能形成电弧,它仍然可以形成电晕放电。这是当等离子的导电层停止膨胀并仅位于电线周围时,等离子层中的离子被排斥到中性空气中,在那里它们缓慢漂移,直到它们在另一个物体上放电。这仍然是电流,只是比电弧小得多。
电晕环改变了电场的形状,在某种意义上将其扩散开来,以至于它在任何时候都不再强大到足以电离空气。
这与电荷密度有关 - 环增加了表面积和曲率半径,将电荷密度降低到低于会导致明显电晕的程度,例如接头处的锋利边缘等。
环安装在电源线柱上并接地?
大多数电晕环没有接地。
一些绝缘体堆叠只有一个电晕环——它总是在线路末端。
绝缘子线端的电晕环与电源线相连。该电晕环与电源线处于相同的高电压。(那个电晕环没有接地)。
有时在堆栈的接地端有第二个电晕环。堆栈接地端的电晕环是唯一接地的电晕环。
这有什么帮助?我希望不是“线对空气”电流流动而是“线对环”电流流动将开始并且它会是一样的。为什么使用电晕环会抑制电晕放电?
你是对的 - 如果假设所有的环都接地,那么线到环的电流会和没有环的线到空气的电流(电晕)一样糟糕甚至更糟。