Корона на проводах при постоянном напряжении

На постоянном напряжении корона на проводах имеет стационарный характер. При положительной полярности провода возникающие в области ионизации электроны уходят на провод – анод, а положительные ионы под действием сил электрического поля перемещаются к противоположному электроду – катоду. При отрицательной полярности провода электроны выносятся из области ионизации, где, «прилипая» к нейтральным молекулам, образуют отрицательные ионы, перемещающиеся под действием сил электрического поля к противополож­ному электроду – аноду. Остающиеся положительные ионы уходят на провод — катод. В обоих случаях возникает стационарный поток ионов между электродами, обусловливающий постоянный коронный ток конвекции I_к. Возникающий вблизи провода объемный заряд, одноименный с проводом полярности, снижает напряженности поля на проводе и, следовательно, несколько повышает начальное коронное напряжение. Линии электропередачи постоянного тока при расположении на опорах проводов одной полярности называются униполярными, при расположении проводов разной полярности — биполярными. В. И. Попковым было обнаружено существенное различие между короной в системе провод – земля на униполярных линиях и короной в системе провод – провод на биполярных ли­ниях.

На рис. 2.10,а показаны два провода с напряжением ±U разделенные проводящей заземленной плоскостью. Очевидно, что в обеих половинах коронный разряд будет протекать независимо, т. е. обе половины представляют униполярные линии. Как показано на рисунке, в обеих системах объемный заряд в пространстве (за исключением, может быть, узкой области вблизи провода) униполярен. В связи с этим корона в системе провод – земля названа (как и сама линия) униполярной.

На рис. 2.10,б показана биполярная линия с напряжением ±U на проводах, т. е. 2U между проводами.

Рис. 2.10 – Корона на униполярной (а) и биполярной (б) линиях.

В этой системе ионы обоих знаков могут проникать в область другой полярности. Частично ионы рекомбинируют, но частично достигают другого провода. Концентрирующиеся вокруг проводов ионы противоположной полярности повышают напряженность поля на проводах, ионизация вблизи проводов должна усилиться и возрастет коронный ток I_к. Повышенный коронный ток связан в данном случае не только с перемещением ионов между проводами, но и с непрерывной нейтрализацией ионов противоположного знака вблизи проводов. В связи с таким механизмом корона в системе провод – провод названа (как и сама линия) биполярной. Как следует из вышеизложенного, коронные потери на биполярной линии с напряжением 2U выше, чем суммарные потери двух униполярных линий с напряжением U.

Если электропередача осуществляемся одной униполярной линией, то возврат тока осуществляется через землю.