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你知道电晕放电吗?是好还是坏?

科普中国网    2021-07-02 16:04

电晕放电是由于导线表面的电场强度很高,引起空气电离而发生的放电现象。空气分子的游离强度一般为20至30 kV/cm,当输电线路表面电场强度超过这个数值之后,就会听到线路发出“咝咝”的放电声,嗅到臭氧的气味。

电晕放电常发生在不均匀电场中电场强度很高的区域内(例如高压导线的周围,带电体的尖端附近),会给电力系统带来一定危害。

电晕危害主要表现为如下几方面:(1)电晕放电导致的传输功率损耗。(2)放电将产生光、声、热等效应,并使周围空气发生化学反应,生成臭氧及氧化氮等产物,腐蚀输电线路。(3)电晕放电会产生高频脉冲电流(也称为特里切尔电流)。这些脉冲正好位于无线电波波段,会产生强烈的无线电干扰,这对无线电通信、电视信号传输等都会造成无法忽视的影响。

电晕放电并不是不可避免的,人们可以通过以下两种途径减少电晕:第一种方法是将电力系统中的电压降低,使电压达不到电晕的起始电压。但是这种方法不符合电力系统的运行要求,所以应用极少。第二种方法是减少导体电极曲率半径小的部位,这是减少和防止电晕放电的最佳途径。

在电晕放电的过程中,尖电极处会产生一种空气射流运动,这种射流运动被称作离子风(离子风是由于电晕放电产生的带电粒子在电场的作用下加速,并与周围的空气分子产生碰撞造成的)。

离子风不论在生产还是生活中都有很多现实的意义:离子风可用在空调和空气净化器中,作为电动风扇和风机的代替;在微电子邻域,可以用于电子元件的冷却。此外,电晕放电产生的电子与氧气结合可以产生负氧离子。负氧离子能够吸附空气中的粉尘,起到净化空气的作用。

基于电晕放电原理还可以制作出一种电动机,这种电晕电机不需要贵重的材料,仅需要如塑料、铁片等轻质材料即可。

电晕放电还有更多研究的空间等着大家去发掘,相信在不久的将来,电晕放电可以“解锁”更多新的用途。

本文由石家庄藁城区兴安镇中学高级教师崔会欣进行科学性把关。

新华网科普事业部

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责任编辑: 4126TJ

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