什么是電暈?
電暈(Corona)是一種在高壓電場作用下,導(dǎo)體周圍空氣發(fā)生電離而產(chǎn)生的物理現(xiàn)象,以下從產(chǎn)生原理、表現(xiàn)形式、影響因素、危害與利用幾個(gè)方面為你詳細(xì)介紹:當(dāng)導(dǎo)體表面的電場強(qiáng)度超過周圍空氣的擊穿場強(qiáng)(約30kV/cm)時(shí),空氣中的分子會(huì)被電離,形成自由電子和正離子。這些自由電子在強(qiáng)電場的作用下加速運(yùn)動(dòng),與其他中性分子碰撞,產(chǎn)生更多的電子和離子,形成電子崩。隨著電子崩的發(fā)展,最終導(dǎo)致空氣局部擊穿,產(chǎn)生放電現(xiàn)象,即電暈放電。
可見現(xiàn)象:在黑暗環(huán)境中,可以看到導(dǎo)體周圍有藍(lán)色的暈光,并伴有“滋滋”的放電聲。這是因?yàn)殡姇灧烹娺^程中,電子與氣體分子碰撞激發(fā)氣體分子發(fā)光,同時(shí)離子在電場中運(yùn)動(dòng)與空氣分子碰撞產(chǎn)生聲音。
電學(xué)現(xiàn)象:電暈放電會(huì)產(chǎn)生電暈電流,其大小與電壓、電極形狀、氣體性質(zhì)等因素有關(guān)。電暈電流的存在會(huì)導(dǎo)致功率損耗,增加輸電線路的能量消耗。
尖銳的電極更容易產(chǎn)生電暈放電。例如,輸電線路中的導(dǎo)線如果表面有毛刺或形狀不規(guī)則,電場強(qiáng)度會(huì)在這些部位集中,從而更容易引發(fā)電暈。相反,光滑、圓潤的電極表面電場分布較為均勻,電暈放電的可能性相對較小。
電壓越高,導(dǎo)體表面的電場強(qiáng)度越大,越容易超過空氣的擊穿場強(qiáng),從而產(chǎn)生電暈放電。因此,在高壓輸電線路和高壓電氣設(shè)備中,電暈現(xiàn)象更為常見。
同氣體的擊穿場強(qiáng)不同,空氣的濕度、密度等也會(huì)影響電暈的產(chǎn)生。在潮濕的空氣中,由于水蒸氣的存在,空氣的擊穿場強(qiáng)會(huì)降低,更容易發(fā)生電暈放電。
能量損耗:電暈放電會(huì)導(dǎo)致電能轉(zhuǎn)化為熱能、光能和聲能等形式散失,增加輸電線路的功率損耗,降低輸電效率。據(jù)統(tǒng)計(jì),高壓輸電線路的電暈損耗可占總輸電損耗的相當(dāng)比例。
電磁干擾:電暈放電會(huì)產(chǎn)生高頻電磁波,對周圍的通信設(shè)備、電子設(shè)備等產(chǎn)生干擾,影響其正常運(yùn)行。例如,電暈放電產(chǎn)生的無線電干擾可能會(huì)干擾廣播、電視信號的接收,導(dǎo)致信號質(zhì)量下降。
設(shè)備損壞:長期的電暈放電會(huì)使導(dǎo)體表面的絕緣材料老化、損壞,縮短設(shè)備的使用壽命。同時(shí),電暈放電產(chǎn)生的高溫和化學(xué)活性物質(zhì)還可能腐蝕導(dǎo)體和絕緣子,進(jìn)一步影響設(shè)備的安全運(yùn)行。
利用電暈放電使氣體電離,產(chǎn)生大量的離子和電子。這些帶電粒子在電場力的作用下向電極運(yùn)動(dòng),并與空氣中的灰塵顆粒碰撞,使灰塵顆粒帶電。帶電的灰塵顆粒在電場力的作用下被吸附到電極上,從而實(shí)現(xiàn)除塵的目的。靜電除塵器廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢氣處理和室內(nèi)空氣凈化等領(lǐng)域。
在電暈放電過程中,空氣中的氧氣分子會(huì)被電離和重組,生成臭氧。臭氧具有強(qiáng)氧化性,可用于殺菌消毒、除臭、污水處理等方面。臭氧發(fā)生器就是利用電暈放電原理產(chǎn)生臭氧的設(shè)備。