電暈放電

電暈放電（也稱為電暈效應）是由於流體（例如空氣）圍繞帶電導體的電離而引起的放電。除非採取足夠的措施限制周圍電場的強度，否則在高壓系統中會發生電暈效應。

電暈放電會離子化導體周圍的空氣，從而引起嘶嘶聲或破裂聲。這在高壓電力傳輸線中很常見。電暈效應還會產生紫光，導體周圍會產生臭氧氣體，還會產生無線電干擾和電力損耗。

500 kV架空電力線上的電暈放電

由於空氣不是理想的絕緣體，因此自然會產生電暈效應–在正常條件下，空氣中含有許多自由電子和離子。當在兩個導體之間的空氣中建立電場時，空氣中的自由離子和電子將受到作用力。由於這種作用，離子和自由電子被加速並沿相反方向移動。

帶電粒子在運動時會相互碰撞，還會與緩慢移動的不帶電分子碰撞。因此，帶電粒子的數量迅速增加。如果電場足夠強，則會發生空氣的絕緣擊穿，並且在導體之間會形成電弧。

電力傳輸處理來自主要消費中心或城市幾公里遠的發電站的大量電能傳輸。因此，長距離傳輸導體對於有效的功率傳輸至關重要，這無疑會導致整個系統的巨大損失。

最小化這些能量損失一直是電力工程師的主要挑戰。 電暈放電會大大降低電力系統中EHV（超高壓）線路的效率。

發生電暈放電有兩個重要影響因素：

1、必須在整個線路上提供交流電勢差。

2、與線徑相比，導體的間距必須足夠大。

當使交流電流流過傳輸線的兩個導體時，該傳輸線的直徑比其直徑大，這些導體周圍的空氣（由離子組成）會承受介電應力。

在低電源電壓下，由於應力太小而無法電離外部空氣，因此不會發生任何事情。 但是，當電勢差超過某個閾值（稱為臨界破壞電壓）時，場強將變得足夠強，以使導體周圍的空氣分解為離子，從而使其具有導電性。 該臨界破壞電壓發生在大約30 kV。

電離的空氣導致導體周圍的放電（由於這些離子的流動）。 這會產生微弱的發光光，伴隨著釋放臭氧的嘶嘶聲。

在高壓傳輸線中發生的這種放電現象被稱為電暈效應。 如果線路兩端的電壓繼續增加，輝光和嘶嘶聲將變得越來越強烈，從而導致系統損失大量功率。

影響電暈損失的因素

導體的線電壓是傳輸線中電暈放電的主要決定因素。 在低電壓值（小於臨界破壞電壓）下，空氣上的應力不足以引起電介質擊穿-因此不會發生放電。

隨著電壓的升高，傳輸線中的電暈效應是由於導體周圍的大氣電離而發生的，它主要受電纜狀況以及大氣物理狀態的影響。 影響電暈放電的主要因素有：

1、大氣條件

2、導體狀況

3、導體之間的間距

讓我們更詳細地研究這些因素：

大氣條件

我們已經證明，空氣介電擊穿的電壓梯度與空氣的密度成正比。 因此，在暴風雨的日子裡，由於持續不斷的空氣流動，導體周圍存在的離子數量遠遠超過了正常水平，因此與有相當能量的一天相比，在這一天它更可能在傳輸線中產生放電 天氣晴朗。 系統的設計必須考慮到這些極端情況。

導體狀況

這種特殊現象在很大程度上取決於導體及其物理狀況。它與導體的直徑成反比例關係。即，隨著直徑的增加，電暈對電力系統的影響大大降低。而且，導體的汙垢或粗糙度的存在降低了臨界擊穿電壓，從而使導體更易於產生電暈損耗。因此，在大多數具有高汙染的城市和工業區中，此因素對於應對其對系統的不良影響具有合理的重要性。

導體之間的間距

如前所述，要使電暈有效地發生線上之間的間距中，應比其直徑大得多，但是如果長度增加到一定限度以上，則空氣中的介電應力會降低，因此，電暈的影響會降低也減少。如果間距太大，則傳輸線該區域可能根本不會發生電暈。

減少電暈放電

電暈放電始終會導致功率損耗。 能量以光，聲，熱和化學反應的形式損失。 儘管這些損耗分別很小，但隨著時間的流逝，它們可能會增加高壓網路中的大量功率損耗。

電暈放電可以透過以下方法減少：

1、增大導體尺寸：導體直徑越大，電暈效應越小。

2、增大導體之間的距離：增大導體間距會降低電暈效應。

3、使用捆紮導體：捆紮導體會增加導體的有效直徑，從而降低電暈效應。

4、使用電暈環：在導體曲率急劇變化的地方，電場會更強。由於這種電暈放電，首先會在尖角，邊緣和拐角處發生放電。電暈環透過“修圓”導體來降低電暈效應（即使導體變不鋒利）。它們用於極高壓裝置的端子（例如，高壓變壓器的套管）。電暈環電連線到高壓導體，環繞最可能發生電暈效應的點。這種環繞會大大降低導體表面的清晰度，從而使電荷分佈在更寬的區域。這繼而減少了電暈放電。