コロナ放電 - 起源、特徴、応用
著しく不均一な電磁場の条件下では、外面の曲率が大きい電極上で、状況によってはコロナ放電 (ガス中での独立した放電) が始まることがあります。先端としては、先端、ワイヤー、角、歯など、この現象に適した形状が機能します。
放電が開始するための主な条件は、電極の鋭い端の近くで、電極間の経路の残りの部分よりも相対的に高い電界強度が存在し、電位差が生じることです。
通常の状態（大気圧）の空気では、電気強度の限界値は 30 kV / cm です。このような電圧では、電極の先端に弱いコロナのような輝きが現れます。このため、この放電はコロナ放電と呼ばれます。
このような放電は、コロナ電極の近傍でのみイオン化プロセスが現れるのが特徴ですが、第 2 の電極は完全に正常、つまりコロナが形成されていないように見える場合もあります。
コロナ放電は、自然電場の分布パターンによって促進される場合（雷雨の前または吹雪中）、木のてっぺんなどの自然条件で観察されることがあります。
コロナ放電の発生は次のように進行します。空気分子が偶然イオン化して電子が放出されます。
電子は先端付近の電場で加速を受け、経路上で次の分子に遭遇するとすぐにイオン化するのに十分なエネルギーに達し、電子は再び飛び立ちます。先端付近の電場中を移動する荷電粒子の数は雪崩のように増加します。
鋭いコロナ電極が陰極（陰極）の場合、この場合のコロナは陰極と呼ばれ、電離電子の雪崩がコロナの先端から陽極に移動します。自由電子の生成は、陰極の熱電子放射によって促進されます。
先端から移動する電子の雪崩が、電場の強さがさらなる雪崩イオン化に十分ではなくなった領域に到達すると、電子は中性の空気分子と再結合してマイナスイオンを形成し、その後、その外側の領域で電流キャリアになります。クラウン。マイナスコロナは独特の均一な輝きを持っています。
コロナの発生源が正極（アノード）である場合、電子の雪崩の動きは先端に向けられ、イオンの動きは先端から外側に向けられます。正に帯電した先端付近での二次的な光処理により、雪崩を引き起こす電子の再生が促進されます。
先端から遠く離れたところでは、電界強度がアバランシェイオン化を保証するのに十分ではないため、電流キャリアは正イオンのままで負極に向かって移動します。正のコロナは、先端からさまざまな方向に広がるストリーマによって特徴付けられ、より高い電圧ではストリーマがスパーク チャネルの形をとります。
コロナは高圧送電線の電線でも発生する可能性があり、この現象により電力の損失が発生し、その電力は主に荷電粒子の移動に、一部は放射線に費やされます。
線路の導体上のコロナは、導体の電界強度が臨界値を超えると発生します。
コロナは電流曲線に高調波の出現を引き起こし、空間電荷の移動と中性化により、電力線が通信線に及ぼす不穏な影響や、線路内の電流の有効成分を急激に増加させる可能性があります。
コロナル層での電圧降下を無視すると、ワイヤの半径、つまり線路の容量が定期的に増加し、これらの値がネットワークの周波数の2倍の周波数で変動すると仮定できます（これらの変化の周期は動作周波数の半周期で終了します)。
大気現象はコロナによるエネルギー損失に大きな影響を与えるため、損失を計算する際には、晴天、雨、霜、雪といった主な天候を考慮する必要があります。
この現象に対処するために、送電線の導体は、線路の電圧に応じていくつかの部分に分割され、導体付近の局所的な電圧が低下し、原則としてコロナの形成が防止されます。
導体の分離により、同じ断面の単一の導体の表面積と比較して、分離された導体の表面積が大きくなるため、電界強度が減少し、分離された導体の電荷が増加します。導体の表面積よりも少ない回数で。
ワイヤ半径が小さいほど、コロナ損失の増加が遅くなります。相内の導体間の距離が 10 ～ 20 cm の場合にコロナ損失が最小になりますが、相の導体束に氷が成長する危険性があり、これにより回線上の風圧が急激に増加します。 、距離は40〜50cmかかります。
さらに、コロナ対策リングは、端子やその他の高電圧ハードウェア部品に取り付けられる導電性材料 (通常は金属) で作られたトロイドである高電圧送電線でも使用されます。
コロナリングの役割は、電場の勾配を分散させ、その最大値をコロナ閾値以下に下げることにより、コロナ放電を完全に防ぐか、少なくとも貴重な機器から機器に伝わる放電の破壊的な影響を防ぐことです。指輪。
コロナ放電は静電式ガス精製器や製品の亀裂検出などに実用化されています。コピー技術では、光導電体の帯電と放電、および着色パウダーを紙に転写します。さらに、コロナ放電は、白熱ランプ内の圧力を測定するために使用できます (同一のランプ内のコロナのサイズによって)。