電暈
絕大部分高壓輸配電線路,是單純的長距離空氣絕緣的導體,會產(chǎn)生非均勻電場。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,可引起絕緣體嚴重的長期損壞。電磁射頻能(RF)是由電暈釋放產(chǎn)生的,還會干擾通信系統(tǒng)。
就某種意義來說,電暈是一種在高電場部位氣體開始擊穿情況下的局部放電,隨著與高電場部位的距離而迅速衰減,直至停息。擊穿可由如下兩個原因而停息:
a. 高電場區(qū)域太小,形成不了全導通的擊穿通道。
b. 電場下降到一個很低的數(shù)值,全擊穿通道不能傳播。
電暈在臨近導體的、部分離子化的區(qū)域產(chǎn)生,并引起導體與地之間的電場變化。事實上,可以看作是導體的延伸。就這點而言,實際上隨著它們分離距離的減小,導體與地之間的電容量減小。這將導致導體電壓的跌落,導體與電源之間就產(chǎn)生電位差,因此就會有電流從電源流向?qū)w。
電暈中的電場足夠的高,只要有一個自由電子出現(xiàn),一般而言,一個電子將會產(chǎn)生多一個的附加電子(和正離子)。所以,電暈里充滿了正、負離子(電子)。所以當電場強度降低時,原先的電流停止流動,電場不能立即恢復到原來的高數(shù)值。在它發(fā)生之前,電場中的正、負離子將朝著負正電極各自流動。作為負電荷的電子,它們運動足夠地塊,會出現(xiàn)可以測量到的局部放電信號。然而質(zhì)量大的正離子運動很慢,在很長時間里只能產(chǎn)生很小的電流。
因此,電暈產(chǎn)生PD信號,可有三種方式:第一種,一個通道離子化,好像導體的延伸,從而增加導體到地的電容;其次,電子朝正電極的快速移動,形成負電荷(電子)流;第三,正離子流,由于太慢,不易被大多數(shù)PD測量系統(tǒng)檢測到。時間范圍,前兩種現(xiàn)象是數(shù)納秒到數(shù)微妙級。第三種現(xiàn)象,數(shù)毫秒級或更多。
一旦一個放電區(qū)域電荷消失,它將又恢復到第一次發(fā)生的狀況時,電暈又會重復發(fā)生??諝庵须姇灥陌l(fā)生與氣流速度、環(huán)境條件很敏感,這些條件影響到導體附近的空間電荷。
在許多氣體中,包括空氣,由正、負電壓產(chǎn)生的電暈,是有本質(zhì)區(qū)別的。這是因為有物理上的差異,負電荷載體為電子,正電荷載體為正離子。電子輕,在電場中運動快,具有動能大;而正離子重,移動慢。分子外表面會產(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,與此同時會產(chǎn)生一個重的正離子。從負電極產(chǎn)生的電暈,電子從導體向電暈擴張的方向逸出,通過碰撞分子,產(chǎn)生更多的電子。在從正電極導體產(chǎn)生的電暈里,電子朝導體方向運動,與電暈增長的方向相反。在這種情況下,電子通常在電暈達到峰值前遠離而去,這些電子是由電暈中產(chǎn)生的光量子激發(fā)出去的。