電暈放電是由于導線表面的電場強度很高,引起空氣電離而發生的放電現象。空氣分子的游離強度一般為20至30 kV/cm,當輸電線路表面電場強度超過這個數值之后,就會聽到線路發出“咝咝”的放電聲,嗅到臭氧的氣味。
電暈放電常發生在不均勻電場中電場強度很高的區域內(例如高壓導線的周圍,帶電體的尖端附近),會給電力系統帶來一定危害。
電暈危害主要表現為如下幾方面:(1)電暈放電導致的傳輸功率損耗。(2)放電將產生光、聲、熱等效應,并使周圍空氣發生化學反應,生成臭氧及氧化氮等產物,腐蝕輸電線路。(3)電暈放電會產生高頻脈沖電流(也稱為特里切爾電流)。這些脈沖正好位于無線電波波段,會產生強烈的無線電干擾,這對無線電通信、電視信號傳輸等都會造成無法忽視的影響。
電暈放電并不是不可避免的,人們可以通過以下兩種途徑減少電暈:第一種方法是將電力系統中的電壓降低,使電壓達不到電暈的起始電壓。但是這種方法不符合電力系統的運行要求,所以應用極少。第二種方法是減少導體電極曲率半徑小的部位,這是減少和防止電暈放電的最佳途徑。
在電暈放電的過程中,尖電極處會產生一種空氣射流運動,這種射流運動被稱作離子風(離子風是由于電暈放電產生的帶電粒子在電場的作用下加速,并與周圍的空氣分子產生碰撞造成的)。
離子風不論在生產還是生活中都有很多現實的意義:離子風可用在空調和空氣凈化器中,作為電動風扇和風機的代替;在微電子鄰域,可以用于電子元件的冷卻。此外,電暈放電產生的電子與氧氣結合可以產生負氧離子。負氧離子能夠吸附空氣中的粉塵,起到凈化空氣的作用。
基于電暈放電原理還可以制作出一種電動機,這種電暈電機不需要貴重的材料,僅需要如塑料、鐵片等輕質材料即可。
電暈放電還有更多研究的空間等著大家去發掘,相信在不久的將來,電暈放電可以“解鎖”更多新的用途。
本文由石家莊藁城區興安鎮中學高級教師崔會欣進行科學性把關。