Hiện tượng vật lí phóng điện vầng quang corona power

Hiện tượng vật lí phóng điện vầng quang (corona power) là một dạng phóng điện cục bộ vốn phát sáng và thỉnh thoảng chúng ta có thể thấy được bằng mắt trần. Phóng điện Vầng quang xảy ra khi không khí xung quanh một dây dẫn mang điện trở nên bị ion hóa, gây nên một sự phóng điện.

Hiện tượng vật lí phóng điện vầng quang corona power

Hiện tượng phóng điện vầng quang xảy ra khi các khiếm khuyết hiện hữu ở các dây dẫn như là các rìa có cạnh sắc nhọn hoặc các chỗ vỡ tại đó tạo nên điện trường cục bộ lớn. Ta cũng có thể nghe một âm thanh như tiếng rít khi xảy ra phóng điện vầng quang. Các phân tử ni tơ trong không khí bị kích thích và dẫn đến sự phát xạ tia cực tím. Thỉnh thoảng chúng ta thấy được vầng quang xuất hiện như là một quầng sáng xanh mờ bao xung quanh các dây dẫn, đặc biệt trong bóng đêm.

Cường độ của hiện tượng phóng điện vầng quang sẽ thay đổi theo độ ẩm. Ở những điều kiện có độ ẩm cao, phóng điện vầng quang có thể tiến triển thành một phóng điện tia lửa khiến có thể gây ra sự cắt điện và gây hư hỏng đối với các thiết bị điện.

1. Tác hại của phóng điện vầng quang

  • Tổn hao công suất tác dụng trên hệ thống truyền tải.
  • Vầng quang điện sản sinh ozon có thể gây ăn mòn chất dẫn điện do hoạt động hóa học.
  • Phát sinh các sóng cao tần không mong muốn, gây nhiễu thông tin vô tuyến.

2. Phóng điện vầng quang trên sứ

Do hình dạng của chuỗi sứ nên điện trường trong vùng giữa hai đầu chuỗi sứ không đều. Mặc dù vòng hồ quang của sứ đã phần nào điều chỉnh điện trường này, song tính chất không đều vẫn còn. Vẫn có nhiều điểm có điện trường lớn do bề mặt gồ ghề. Khi điều kiện môi trường thích hợp (ẩm) sẽ suất hiện vầng quang cục bộ.

Hiện tượng vật lí phóng điện vầng quang corona power

3. Hiện tượng phóng điện vầng quang trên dây dẫn

  • Hiện tượng rõ rệt với đường dây truyền tải siêu cao áp 500kV, 750kV…
  • Ở điều kiện bình thường, xung quanh đường dây có các hạt bị ion hóa, tức là các electron tự do, ion dương và cả các phân tử trung hòa, song mật độ rất nhỏ. Khi đường dây tải điện, xuất hiện sự chênh lệch điện thế giữa các dây dẫn > gradient thế trong không khí và có giá trị cực đại tại bề mặt vật dẫn. Do có gradient thế hay có điện trường nên các electron tự do di chuyển nhanh hơn nhưng động năng chưa đủ để giải phóng electron từ các phân tử trung hòa.

Hiện tượng vật lí phóng điện vầng quang corona power

  • Khi điện áp dây tăng thì gradient thế tăng và vận tốc của các electron tự do cũng tăng. Khi gradient thế của bề mặt vật dẫn vượt quá giới hạn cực đại thì các electron tự do thu đủ động năng để va chạm với một phân tử trung hòa và làm giải phóng một số electron tự do khỏi phân tử đó. Một electron tự do khi đó tạo ra một ion dương và một số electron tự do.

Hiện tượng vật lí phóng điện vầng quang corona power

  • Thông thường 30 kV/cm được xem là giới hạn của gradient thế. Các electron tự do tiếp tục va chạm với nhiều phân tử trung hòa và duy trì quá trình theo kiểu giống như phản ứng phân hạch dây chuyền.

Hiện tượng vật lí phóng điện vầng quang corona power

  • Vì thế quá trình ion hóa này là lũy tiến. Kết quả của sự ion hóa này là hoặc xuất hiện vầng quang hoặc xuất hiện tia lửa điện giữa các vật dẫn.

Hiện tượng vật lí phóng điện vầng quang corona power

  • Khi đó ta thấy phát sáng mờ nhạt màu tím. Nếu đường dây là mịn thì ánh sáng tím này chạy dọc theo chiều dài của dây dẫn.

Hiện tượng vật lí phóng điện vầng quang corona power

  • Sự phóng điện vầng quang sản sinh ion dương và âm mà được luân phiên thu hút và đẩy theo chu kì của nguồn xoay chiều. Chuyển động va chạm của các ion > âm thanh > truyền đến tai.

3. Hạn chế phóng điện vầng quang trên dây dẫn

Chẳng hạn như việc sử dụng các móc treo bằng dây dẫn có tròn hơn là các cạnh sắc và không có bu lông nhô ra với các cạnh sắc nét sẽ giảm tổn thất phóng điện vầng quang. Các dây dẫn có thể được làm bằng đường kính lớn hơn và được xử lý sao cho chúng có bề mặt mịn mà không có vết nứt, gờ hoặc vết xước trong các sợi dẫn.

nguồn: dienkythuat.com