A comment on the methods of calculation of corona onset voltage

Abstract

Two methods of calculating corona onset voltage (cov) in nonuniform air gaps are studied. The variation of number of electrons (or positive ions) in primary and secondary electron avalanches for short (⩽20 cm) as well as long (2–10 m) positive point-to-plane air gaps is obtained. Several conclusions regarding critical charge carrier numbers are drawn from this study.

Διερεύνηση Του Φαινομένου Της Εκκένωσης Κορώνα Σε Γραμμές Μεταφοράς

“…Εναλλακτικά, το πεδίο έναυσης της εκκένωσης κορώνα υπό συνεχείς ή βραδέως μεταβαλλόμενες τάσεις μπορεί να εκτιμηθεί μέσω υπολογισμών σχετικών με την ανάπτυξη της ηλεκτρονικής στιβάδας [18,19,21,30,33,[39][40][41][42][43][44][45][46][47][48][49][50][51][52][53][54][55], λαμβάνοντας υπόψη τις φυσικές διαδικασίες που λαμβάνουν χώρα κατά την εξέλιξη του φαινομένου, καθώς και τη μορφή της εκκένωσης κορώνα κατά την έναυσή της. Η εκτίμηση του πεδίου έναυσης της εκκένωσης κορώνα υπό τη μορφή αίγλης γίνεται συνήθως μέσω μοντέλων τα οποία θεωρούν ότι η εκκένωση καθίσταται αυτοσυντηρούμενη όταν εξασφαλίζεται η εξακολουθητική παραγωγή ηλεκτρονικών στιβάδων μέσω δευτερογενών διαδικασιών ιονισμού (φωτοϊονισμός στον αέρα [18,21,40,41,[43][44][45][46]54] ή εκπομπή ηλεκτρονίων από την κάθοδο [19,42,43,47,49,51,53,55], για θετική ή αρνητική εκκένωση κορώνα, αντίστοιχα). Η έναυση της εκκένωσης κορώνα υπό τη μορφή νηματίου συμβαίνει όταν, σύμφωνα με το κριτήριο του νηματίου [56,57], μια «κρίσιμη» ηλεκτρονική στιβάδα μετασχηματίζεται σε αγώγιμ...…”

“…Υπό συνεχείς ή βραδέως μεταβαλλόμενες τάσεις το πεδίο έναυσης της εκκένωσης κορώνα μπορεί να εκτιμηθεί, πέραν από τις προσεγγιστικές σχέσεις που αναλύθηκαν στην ενότητα 2.2, λαμβάνοντας υπόψη τις φυσικές διαδικασίες που διέπουν το φαινόμενο και συγκεκριμένα μέσω υπολογισμών σχετικών με την ανάπτυξη ηλεκτρονικών στιβάδων [18,19,21,30,33,[39][40][41][42][43][44][45][46][47][48][49][50][51][52][53][54][55].…”

“…2.5), μπορεί να εκφραστεί ως: Η έναυση της θετικής εκκένωσης κορώνα σε οριακές συνθήκες μπορεί να συμβεί είτε υπό τη μορφή αίγλης ("glow") είτε μέσω σχηματισμού νηματίου ("streamer"). Η έναυση της εκκένωσης κορώνα υπό τη μορφή αίγλης επιτυγχάνεται όταν το πλήθος φορέων των -15 -δευτερογενών στιβάδων γίνει τουλάχιστον ίσο με το πλήθος φορέων της αρχικής στιβάδας [18,21,40,41,[43][44][45][46]52]. Σύμφωνα με το κριτήριο του νηματίου [56,57], στις οριακές συνθήκες έναυσης της θετικής εκκένωσης κορώνα η αρχική στιβάδα γίνεται «κρίσιμη» και μετασχηματίζεται σε νημάτιο όταν το πεδίο λόγω του χωρικού φορτίου της στιβάδας γίνει ίσο με το γεωμετρικό πεδίο στην επιφάνεια του αγωγού.…”