В сильно неоднородных электрических полях, образующихся, например, между острием и плоскостью или между проводом линии электропередачи и поверхностью Земли, возникает особая форма самостоятельного разряда в газах, называемая коронным разрядом.
Основная особенность коронного разряда заключается в том, что процесс ионизации атомов электронным ударом происходит лишь на небольших расстояниях одним из электронов в области с высокими значениями напряженности электрического поля.
С коронным разрядом приходится считаться при передаче электроэнергии на большие расстояния. Наибольшая напряженность поля создается около проводов. Так как электроэнергия на большие расстояния передается по сравнительно тонким проводам при высоком напряжении между ними, то около проводов происходит довольно интенсивный коронный разряд. Это ведет к потере части передаваемой электроэнергии. Потери на коронный разряд в таких линиях тем больше, чем выше напряжение между проводами и чем больше протяженность линии.
Поскольку для уменьшения тепловых потерь в линиях электропередачи необходимо повышать напряжение между проводами, уменьшение потерь на коронный разряд должно проводиться не за счет снижения напряжения ЛЭП. Это можно было бы сделать путем увеличения толщины проводов и тем самым уменьшения напряженности поля около них. Но значительное увеличение толщины проводов практически невозможно. Например, при увеличении диаметра проводов в 10 раз площадь их сечения, а следовательно, и масса проводов увеличилась бы в 100 раз! Во сколько же раз было бы необходимо увеличивать прочность мачт опоры проводов и изоляторов, а также расход цветных металлов – меди или алюминия?
Для снижения потерь на коронный разряд провода ЛЭП делают не одиночными, а каждый провод расщепляют на несколько частей (проводов). Например, для ЛЭП с напряжением 500 кВ каждый провод расщепляют на три части. С помощью распорок между составными частями провода обеспечивают такое их расположение, чтобы сечения проводов вдоль линии располагались в вершинах равностороннего треугольника. Расположенные таким образом три части провода представляют собой как бы один пустотелый провод, но значительно большего радиуса кривизны. Для ЛЭП, рассчитанной на 750 кВ, каждый провод составляют из четырех частей.
Электрофильтр.
Коронный разряд может быть успешно использован в электрофильтрах многих производств, где необходимо очищать газы, выходящие из топок, от твердых и жидких примесей. Это дает возможность извлекать из газов ценные продукты, которые раньше уходили в атмосферу и загрязняли ее.
Электрофильтр помещают внутри заводской трубы. Он состоит из металлического цилиндра, закрепленного на внутренней поверхности трубы (один из электродов), и тонкой проволоки, проходящей вдоль оси цилиндра (второй электрод). К электродам подводят высокое напряжение, которое у проволоки создает коронный разряд. Образовавшиеся при этом ионы, сталкиваясь с частицами дыма, присоединяются к ним. Заряженные таким образом частицы дыма под действием поля устремляются к цилиндру и оседают на нем. Вследствие этого газ выходит из трубы очищенным.
Накопленные в фильтре вещества попадают в накопитель и в дальнейшем могут быть использованы в промышленности.