Elektrība tiek plaši izmantota mūsdienu dzīvē gan ražošanā, gan ikdienas dzīvē. Elektroenerģijas ražošana un tās patēriņš lielākajā daļā gadījumu nenotiek vienā vietā, un attālums starp šiem diviem punktiem ir diezgan ievērojams. Galvenais veids, kā piegādāt elektrību pareizajā vietā, ir dažādas elektropārvades līnijas.
Elektroenerģijas līnijas izbūve ievērojamai jaudai ir ļoti dārgs pasākums. Viens no līdzekļiem kapitāla izmaksu atmaksāšanās perioda samazināšanai ir darba sprieguma palielināšana: pieaugot ar pastāvīgu jaudu, darba strāva samazinās un attiecīgi zaudējumi samazinās.
Elektropārvades līnijas var īstenot, pamatojoties uz kabeļiem vai kā gaisvadu elektrolīnijas (LEP). Pēdējie ir izdevīgi, jo gaiss kā labs dabiskais dielektrisks ļauj efektīvi nodalīt vadus, kas atkal ietaupa izmaksas.
Koronas izlāde elektrolīnijās
Zaudējumi pārveidošanai par Džoula siltumu tieši fāzes vadītājos nav vienīgie zaudējumu mehānismi pārvades līnijās. Papildus tiem ir zaudējumi t.s. koronijas izlāde. Tās klātbūtnes akustiskais efekts ir skaidri dzirdams, īpaši pie augsta mitruma, sprakšķēšanas un naktī koronas izlāde izpaužas kā mirdzums (korona) ap metāla asajām malām preces. Šīs parādības piemērs ir parādīts 1. attēlā.
Koronālās izlādes pamatā ir gaisa kā izolatora sadalīšanās ietekme, kas notiek pie elektriskā lauka intensitātes vismaz 30 kV / cm. Šajā gadījumā spriedze dabiski aug asās malas zonā. Sadalīšanās rezultāts ir gaisa molekulu jonizācija ar brīvu lādiņu parādīšanos. Pēdējie mijiedarbojas ar elektrisko lauku un tiek intensīvi tajā paātrināti. Saduroties ar nākamo molekulu, notiek tās sekundārā jonizācija, un tad process attīstās kā lavīna.
Sakarā ar to, ka, attālumam no stieples, lauka intensitāte strauji samazinās (proporcionāli attāluma kvadrātam), aplūkotais mehānisms:
- ir ierobežota darbības joma;
- vienmēr “piesiets” pie strāvas padeves metāla priekšmeta;
- visintensīvākā aso malu zonā.
Izbraucot no jonizācijas reģiona, sākas brīvo lādiņu nesēju rekombinācija, ko papildina to uzkrāto enerģiju izdalīšanās mirdzuma un klikšķa veidā.
Koronālo izdalījumu šķirnes
Jonizācijas process var sākties gan pie katoda, kas rada elektronu lavīnu, gan pie anoda, kas kļūst par pozitīvu lādiņu avotu. Sadalīšanās laikā radīto lādiņu kustība vienmēr notiek no viena elektroda otra virzienā.
Šajā gadījumā, pateicoties lielākai elektronu mobilitātei, ko nosaka mazāka masa, liela to izplatības viendabīgums kodolā, un vainags, kā rezultātā, ir vienveidīgs svelme.
Pozitīviem lādiņiem vainagu veidošanās apstākļi parasti ir lokalizēti, kā rezultātā tie iegūst auklas vai dzirksteles kanāla formu.
Otrais elektrods var neradīt vainagu.
Vainaga nomākšana
Neatkarīgi no koronijas veida tā izskats nozīmē papildu strāvas parādīšanos, t.i. zaudējumu pieaugums. Lai tos samazinātu, vispiemērotākais ir samazināt lauka intensitāti zem iedalījuma. Vieglākais veids ir likvidēt asas malas elektropārvades līniju strāvu vadošajos elementos. Tas ir vissvarīgākais, projektējot izolatorus, jo tajos dabiski tiek traucēta detaļu līniju gludums. Piemērs parādīts 2. attēlā.
Dārgāks un strukturāli sarežģītāks, bet tajā pašā laikā efektīvāks veids, kā radikāli atrisināt problēmu, ir pārslēgšanās uz vadiem no t.s. sadalīta struktūra. To uzbūves piemērs ir parādīts 3. attēlā. Šajā gadījumā mērķis tiek sasniegts ar to, ka vadu skaita pieaugums dabiskā veidā samazina elektriskā lauka intensitāti zem kritiskā.