up
Search      menu
صنعت و مکانیک :: مقاله پديده کرونا PDF
QR code - پديده کرونا

پديده کرونا

يکي از پديده هايي که در ارتباط با تجهيزات برقدار از جمله خطوط انتقال فشار قوي مطرح مي شود، کرونا است. ميدان الکتريکي در نزديکي ماده رسانا مي تواند به حدي متمرکز شود که هواي مجاور خود را يونيزه نمايد. اين مسئله مي تواند منجر به تخليه جزئي انرژي الکتريکي شود، که به آن کرونا مي گويند. عوامل مختلفي ازجمله ولتاز، شکلو قطر رسانا، ناهمواري سطح رسانا، گرد و خاک يا قطرات آب مي تواند باعث ايجادگراديان سطحي هادي شود که در نهايت باعث تشکيل کرونا خواهد شد. در حالتي که فاصله بين هادي ها کم باشد، کرونا ممکن است باعث جرقه زدن و اتصال کوتاه گردد. بديهي استکه کرونا سبب اتلاف انرژي الکتريکي و کاهش راندمان الکتريکي خطوط انتقال مي گردد. پديده کرونا همچنين سبب تداخل در امواج راديويي مي شود.
● تعريف کرونا
تخليه الکتريکي ايجاد شده به علت افزايش چگالي ميدان الکتريکي ،کرونا نام دارد. در حالي که اين تعريف بسيار کلي است و انواع پديده کرونا را شامل مي شود.
● ولتاژ بحراني
گراديان ولتاژي که سبب شکست الکتريکي در عايق شده و به ازاي آن،عايق خاصيت دي الکتريک خود را از دست مي دهد، گراديان ولتاژ بحراني ناميده مي شود. همچنين ولتاژي را که سبب ايجاد اين گراديان بحراني مي شود ولتاژ بحراني مينامند.
● ولتاژ مرئي کرونا
هرگاه ولتاز خط به ولتاژ بحراني برسد، يونيزاسيون در هواي مجاورسطح هادي شروع مي شود. اما در اين حالت پديده کرونا قابل روئيت نمي باشد. برايمشاهده کرونا، سرعت ذرات الکترون ها در هنگام برخورد با اتم ها و مولکول ها بايدبيشتر باشيد يعني ولتاژ بالاتري نياز است.
● ماهيت کرونا
هنگامي که ميدان الکتريکي سطح هادي از ولتاژ بحراني بيشتر شدهباشد، بهمن الکتروني بوجود خواهد آمد که بوجود آورنده تخليه کروناي قابل روئيت درسطح هادي است. همواره تعداد کمي الکترون آزاد در هوا به علت مواد راديو اکتيو موجوددر سطح زمين و اشعه کيهاني، وجود دارد. زماني که هادي در هر نيمه از سيکل ولتاژمتناوب برقدار مي شود، الکترون هاي هواي اطراف سطح آن بوسيله ميدان الکترواستاتيکشتاب پيدا مي کند. اين الکترون ها که داراي بار منفي هستند در نيمه مثبت به طرفهادي شتاب پيدا مي کنند و در نيمه منفي از آن دور مي شوند. سرعت الکترون آزاد بستگيبه شدت ميدان الکتريکي دارد. اگر شدت ميدان الکتريکي خيلي زياد نباشد برخورد بينالکترون و مولکول هوا نظير O۲ و يا N۲ نرم خواهد بود به اين معني که الکترون ازمولکول هوا دور شده و به آن انرژي نمي دهد. به عبارت ديگر اگر شدت ميدان الکتريکياز يک مقدار بحراني معين بيشتر باشد، هر الکترون آزاد در اين ميدان سرعت کافي بدستمي آورد به طوري که برخوردش با مولکول هوا غير الاستيک خواهد بود و انرژي کافي بدستمي آورد که به يکي از مدارهاي الکترون هاي دو اتم موجود در هوا برخورد کند.
اين پديده يونيزاسيون نام دارد و مولکولي که اين الکترون از دست مي دهد تبديل به يک يون مثبت مي شود. الکترون نخستين که بيشتر سرعتش را در برخورد از دست داده والکتروني که مولکول هوا را رانده است هر دو در ميدان الکتريکي شتاب مي گيرند و هرکدام از آنها در برخورد بعدي توانايي يونيزه کردن يک مولکول هوا را خواهند داشت. بعد از برخورد دوم ۴ الکترون به جلو مي آيند و به همين ترتيب تعداد الکترون ها بعداز هر برخورد دو برابر مي شود. در تمام اين مدت الکترون ها به سمت الکترود مثبت ميروند و پس از برخوردهاي بسيار تعدادشان بطور چشم گيري افزايش مي يابد. اين مسئله فرايندي است به وسيله آن بهمن الکتروني ايجاد مي شود، هر بهمن با يک الکترون آزادکه در ميدان الکترواستاتيک قوي قرار دارد آغاز مي شود. شدت ميدان الکترواستاتيک اطراف هادي همگن نيست.
ماکزيموم شدت آن در سطح هادي و ميزان شدت با دور شدن از مرکزهادي کاهش مي يابد. بنابراين با افزايش ولتاژ هادي در ابتدا تخليه الکتريکي فقط درسطح بسيار نزديک ان رخ مي دهد. در نيمه مثبت ولتاژ الکترون ها به سمت هادي حرکت ميکنند و هنگاميکه بهمن الکتروني ايجاد شد بطرف سطح هادي شتاب مي گيرند. در نيمه منفي، بهمن الکتروني از سطح هادي به سمت ميدان ضعيف تر جاري مي شود تا هنگامي که ميدان آنقدر ضعيف شود که ديگر نتواند الکترون ها را شتاب دهد تا به سرع يونيزاسيونبرسند. يون هاي مثبت باقي مانده در بهمن الکتروني به طرف الکترود مثبت حرکت ميکنند. با اين وجود به دليل جرم زيادشان که ۵۰۰۰۰ برابر جرم الکترون است بسيار کندحرکت مي کنند. با داشتن بار مثبت اين يون ها، الکترون جذب کرده و هرگاه يکي از آنهابتواند الکترون جذب نمايد دوباره تبديل به مولکول هواي خنثي مي شود. سطح انرژي يکيون خنثي کمتر از يون مثبت مربوطه است و در نتيجه با جذب الکترون مقداري انرژي ازمولکول منتشر مي شود. انرژي آزاد شده درست به اندازه انرژي نخستين است که لازم بودبراي جدا کردن الکترون از مولکول استفاده گردد. اين انرژي بصورت موج الکترومغناطيس منتشر مي شود و براي مولکول هاي O۲ و N۲ در طيف نور مرئي قرار دارد.
● بهترين زمان براي مشاهده کرونا
کرونا در فضاي آزاد بعد از يک روز باراني تا قبل از زماني که سطوح برق دار خشک شده باشند قابل مشاهده است. پس از خشک شدن کرونا مشاهده نمي شود. نقاطدر معرض کرونا با رطوبت خود را بهتر نشان مي دهند. باد مي تواند فعاليتکرونا راکاهش دهد. کرونا مي تواند در اثر قنديل هم ايجاد شود. موتورهاي الکتريکي، ژنراتورهاو تابلو هاي داخلي مي توانند کروناي شديد تري ار وسايل خارجي پست ها ايجاد نمايند. تشکيل هواي يونيزه در فضاي بسته و عدم حرکت هوا پديده کرونا را تسريع مي کند وولتاژهايي را ايجاد مي کند که در ان کرونا رخ دهد موتورها و ژنراتور ها مي توانندبا توجه به وجود فن هاي خنک کننده شان هوايي با فشار هاي گوناگون ايجاد کنند.
● آشکار شدن کرونا
صداي هيس مانند قابل شنيدن، ازن، اسيد نيتريک (در صورت وجود رطوبتدر هوا ) که بصورت گرد کدر سفيد جمع مي شود و نور (قوي ترين تشعشع در محدوده ماوراءبنفش و ضعيف ترين ان در ناحيه نور مرئي و مادون قرمز که مي تواند با چشم غير مسلحنيز در تاريکي با دوربين هاي ماوراء بنفش ديده شود) از نشانه هاي کروناي الکتريکيمي باشند. تخليه بار ناشي از بهمن الکتروني در آزمايشگاه، به سه طريق مختلف مشاهدهمي شود. بهترين راه تشخيص کروناي مرئي است که به صورت نور بنفش از نواحي با ولتاژاضافي ساطع مي شود.
دومين راه شناسايي کروناي صدادار است که در حالي که شبکه موردمطالعه در ولتاژي بالاتر از آستانه کرونا باشد صدايي به صورت هيس هيس قابل شنيدناست. امواج صوتي توليد شده به وسيله اغتشاشات موجود در هواي مجاور محل تخليه بار،به وسيله حرکت يون هاي مثبت به وجود مي آيند.
سومين و مهمترين راه مشاهده از نظر ظرکت برق اثرات الکتريکي استکه منجر به اختلال راديويي مي شود. حرکت الکترون ها (بهمن الکتروني) سبب ايجادجريان الکتريکي و در نتيجه به وجود آمدن ميدان مغناطيسي و الکترواستاتيکي درمجاورت ان مي شود. شکل گيري سريع و اني بودن اين ميدان ها ولتاز فرکانس بالايي درنزديک آنتن راديويي القا مي کند و منجر به اختلال راديويي مي شود.
● انواع کرونا
سه نوع مختلف از کرونا وجود دارد که در نمونه تست EHV درآزمايشگاه مشخص مي شود: تخليه پر مانند، تخليه قلم مويي و تخليه تابشي.
تخليه پرمانند، ديدني ترين آنهاست و علت نامگذاري هم اين است که به شکل پر تخليه مي شود. زمانيکه در تاريکي مشاهده شود داراي تنه متمرکزي حول هادي است که قطر اين هاله نوراني بنفش رنگ از چند اينچ در ولتازهاي پايين تر تا يک فوت و بيشتر در ولتازهايبالا تغيير مي کند. بروز آثار صوتي اين نوع به صورت هيس هيس بوده و به راحتي توسطيک ناظر با تجربه تشخيص داده مي شود. در تخليه قلم مويي پرچمي از نور به صورت شعاعياز سطح هادي خارج مي شود. طول اين تخليه ها از کمتر از يک اينچ در ولتاژ هاي پايينتا ۱ تا ۲ اينچ در ولتاژهاي بالا تغيير مي کند. صداي همراه با ان صدايي در پس زمينه مانند صداي سوختن است. تخليه تابشي نور ضعيفي دارد که به نظر مي رسد سطح هاديرا در بر گرفته است ولي مانند نوع قلم مويي برجسته نيست. همچنين ممکن است در نواحي بحراني سطح عايق ها در زمان بالا بودن رطوبت رخ دهد. معمولا صدايي با اين نوع تخليه همراه نيست.

زلزله عبارتست از لرزش زمين در اثر آزاد سازي سريع انرژي که اغلب موارد در اثر لغزش در امتداد يک گسل در پوسته زمين اتفاق مي­افتد. انرژي آزاد شده از محل آ ...

يکي از پديده هايي که در ارتباط با تجهيزات برقدار از جمله خطوط انتقال فشار قوي مطرح مي شود، کرونا است. ميدان الکتريکي در نزديکي ماده رسانا مي تواند به ...

يکي از پديده هايي که در ارتباط با تجهيزات برقدار از جمله خطوط انتقال فشار قوي مطرح مي شود، کرونا است. ميدان الکتريکي در نزديکي ماده رسانا مي تواند به ...

يکي از پديده هايي که در ارتباط با تجهيزات برقدار از جمله خطوط انتقال فشار قوي مطرح مي شود، کرونا است. ميدان الکتريکي در نزديکي ماده رسانا مي تواند به ...

در فرايندهاي تغيير شکل فلزات در دماي معمولي محيط تا دماهاي کمتر از نصف دماي ذوب فلز، با ازدياد تغيير شکل، چگالي نابجاييها افزايش مي يابد. اما با تجمع ...

1) نيروگاه حرارتي: از اواخر قرن نوزدهم بشر براي توليد الكتريسيته از نيروگاه هاي حرارتي استفاده مي كند. در اين نيروگاه ها ابتدا زغال سنگ مصرف مي شد و ب ...

۱) نيروگاه حرارتي: از اواخر قرن نوزدهم بشر براي توليد الكتريسيته از نيروگاه هاي حرارتي استفاده مي كند. در اين نيروگاه ها ابتدا زغال سنگ مصرف مي شد و ب ...

يکي از بهترين تعريف هايي که از مهندسي برق شده است, اين است که محور اصلي فعاليت هاي مهندسي برق, تبديل يک سيگنال به سيگنال ديگر است که البته اين سيگنال ...

دانلود نسخه PDF - پديده کرونا