電暈
絕大部分高壓輸配電線路,是單純的長(zhǎng)距離空氣絕緣的導(dǎo)體,會(huì)產(chǎn)生非均勻電場(chǎng)。因此,電暈成為電力配電系統(tǒng)產(chǎn)生明顯損失的因素之一。絕緣表面在離子轟擊和放電所形成的化合物的綜合作用下,可引起絕緣體嚴(yán)重的長(zhǎng)期損壞。電磁射頻能(RF)是由電暈釋放產(chǎn)生的,還會(huì)干擾通信系統(tǒng)。
就某種意義來(lái)說(shuō),電暈是一種在高電場(chǎng)部位氣體開始擊穿情況下的局部放電,隨著與高電場(chǎng)部位的距離而迅速衰減,直至停息。擊穿可由如下兩個(gè)原因而停息:
a. 高電場(chǎng)區(qū)域太小,形成不了全導(dǎo)通的擊穿通道。
b. 電場(chǎng)下降到一個(gè)很低的數(shù)值,全擊穿通道不能傳播。
電暈在臨近導(dǎo)體的、部分離子化的區(qū)域產(chǎn)生,并引起導(dǎo)體與地之間的電場(chǎng)變化。事實(shí)上,可以看作是導(dǎo)體的延伸。就這點(diǎn)而言,實(shí)際上隨著它們分離距離的減小,導(dǎo)體與地之間的電容量減小。這將導(dǎo)致導(dǎo)體電壓的跌落,導(dǎo)體與電源之間就產(chǎn)生電位差,因此就會(huì)有電流從電源流向?qū)w。
電暈中的電場(chǎng)足夠的高,只要有一個(gè)自由電子出現(xiàn),一般而言,一個(gè)電子將會(huì)產(chǎn)生多一個(gè)的附加電子(和正離子)。所以,電暈里充滿了正、負(fù)離子(電子)。所以當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度降低時(shí),原先的電流停止流動(dòng),電場(chǎng)不能立即恢復(fù)到原來(lái)的高數(shù)值。在它發(fā)生之前,電場(chǎng)中的正、負(fù)離子將朝著負(fù)正電極各自流動(dòng)。作為負(fù)電荷的電子,它們運(yùn)動(dòng)足夠地塊,會(huì)出現(xiàn)可以測(cè)量到的局部放電信號(hào)。然而質(zhì)量大的正離子運(yùn)動(dòng)很慢,在很長(zhǎng)時(shí)間里只能產(chǎn)生很小的電流。
因此,電暈產(chǎn)生PD信號(hào),可有三種方式:第一種,一個(gè)通道離子化,好像導(dǎo)體的延伸,從而增加導(dǎo)體到地的電容;其次,電子朝正電極的快速移動(dòng),形成負(fù)電荷(電子)流;第三,正離子流,由于太慢,不易被大多數(shù)PD測(cè)量系統(tǒng)檢測(cè)到。時(shí)間范圍,前兩種現(xiàn)象是數(shù)納秒到數(shù)微妙級(jí)。第三種現(xiàn)象,數(shù)毫秒級(jí)或更多。
一旦一個(gè)放電區(qū)域電荷消失,它將又恢復(fù)到第一次發(fā)生的狀況時(shí),電暈又會(huì)重復(fù)發(fā)生??諝庵须姇灥陌l(fā)生與氣流速度、環(huán)境條件很敏感,這些條件影響到導(dǎo)體附近的空間電荷。
在許多氣體中,包括空氣,由正、負(fù)電壓產(chǎn)生的電暈,是有本質(zhì)區(qū)別的。這是因?yàn)橛形锢砩系牟町?,?fù)電荷載體為電子,正電荷載體為正離子。電子輕,在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)快,具有動(dòng)能大;而正離子重,移動(dòng)慢。分子外表面會(huì)產(chǎn)生電子,容易被激發(fā),釋放為自由電子,從分子里釋放電荷,與此同時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)重的正離子。從負(fù)電極產(chǎn)生的電暈,電子從導(dǎo)體向電暈擴(kuò)張的方向逸出,通過(guò)碰撞分子,產(chǎn)生更多的電子。在從正電極導(dǎo)體產(chǎn)生的電暈里,電子朝導(dǎo)體方向運(yùn)動(dòng),與電暈增長(zhǎng)的方向相反。在這種情況下,電子通常在電暈達(dá)到峰值前遠(yuǎn)離而去,這些電子是由電暈中產(chǎn)生的光量子激發(fā)出去的。