L'électricité est largement utilisée dans la vie moderne, à la fois dans la production et dans la vie quotidienne. La production d'électricité et sa consommation dans la très grande majorité des cas ne se produisent pas en un seul endroit, et la distance entre ces deux points est assez importante. Le principal moyen de fournir de l'électricité au bon endroit consiste à utiliser diverses lignes électriques.
La construction d'une ligne électrique de puissance importante est une entreprise très coûteuse. L'un des moyens de réduire la période de récupération des coûts d'investissement est d'augmenter la tension de fonctionnement: à mesure qu'elle augmente avec une puissance constante, le courant de fonctionnement diminue et, par conséquent, les pertes diminuent.
Les lignes électriques peuvent être mises en œuvre sur la base de câbles ou sous forme de lignes électriques aériennes (PTL). Ce dernier est avantageux en ce que l'air, en tant que bon diélectrique naturel, permet de séparer efficacement les fils, ce qui, là encore, économise des coûts.
Décharge Corona dans les lignes électriques
Les pertes pour la conversion en chaleur Joule directement dans les conducteurs de phase ne sont pas le seul mécanisme de perte dans les lignes de transmission. A côté d'eux, il y a des pertes pour les soi-disant. décharge corona. L'effet acoustique de sa présence est clairement audible, en particulier en cas d'humidité élevée, de crépitement et la nuit, la décharge corona se manifeste par une lueur (corona) autour des arêtes vives du métal articles. Un exemple de ce phénomène est illustré à la figure 1.
La décharge corona est basée sur l'effet du claquage de l'air en tant qu'isolant, qui se produit à une intensité de champ électrique d'au moins 30 kV / cm. Dans ce cas, la tension croît naturellement dans la zone de l'arête vive. Le résultat de la panne est l'ionisation des molécules d'air avec l'apparition de charges libres. Ces derniers interagissent avec le champ électrique et y sont intensément accélérés. Lorsqu'elle entre en collision avec la molécule suivante, son ionisation secondaire se produit, puis le processus se développe comme une avalanche.
En raison du fait qu'avec la distance du fil, l'intensité du champ diminue rapidement (proportionnellement au carré de la distance), le mécanisme considéré:
- a une portée limitée;
- toujours «lié» à un objet métallique sous tension;
- plus intense dans le domaine des arêtes vives.
En quittant la région d'ionisation, la recombinaison des porteurs de charge libres commence, qui s'accompagne de la libération de leur énergie accumulée sous la forme d'une lueur et d'un clic.
Variétés de décharges coronales
Le processus d'ionisation peut commencer à la fois à la cathode, qui génère une avalanche d'électrons, et à l'anode, qui devient une source de charges positives. Le mouvement des charges créées lors du claquage se produit toujours d'une électrode vers l'autre.
Dans ce cas, en raison de la plus grande mobilité des électrons, déterminée par une masse plus faible, une grande uniformité de leur distribution dans le noyau, et la couronne, en conséquence, a un uniforme lueur.
Pour les charges positives, les conditions de formation d'une couronne sont généralement localisées, à la suite de quoi elles prennent la forme d'un cordon ou d'un canal d'étincelle.
La deuxième électrode peut ne pas générer de corona.
Suppression de la couronne
Quel que soit le type de corona, son apparence signifie l'apparition d'un courant supplémentaire, c'est-à-dire croissance des pertes. Pour les réduire, il est plus judicieux de réduire l'intensité du champ en dessous de celle de la panne. Le moyen le plus simple consiste à éliminer les arêtes vives sur les éléments porteurs de courant des lignes électriques. Ceci est le plus important lors de la conception des isolateurs, car en eux, la douceur des lignes de détails est naturellement perturbée. Un exemple est illustré à la figure 2.
Un moyen plus coûteux et structurellement complexe, mais en même temps plus efficace de résoudre radicalement le problème, consiste à passer aux fils de ce que l'on appelle. structure divisée. Un exemple de leur conception est illustré à la figure 3. Dans ce cas, l'objectif est atteint par le fait qu'une augmentation du nombre de fils réduit naturellement l'intensité du champ électrique en dessous de la valeur critique.