Техника - молодёжи 1988-01, страница 20
В редакцию поступило письмо восьмиклассницы Кати Жаровой из Конакова, озаглавленное весьма интригующе — «Таинственное явление». Вот что пишет она. «Осенью мы всем классом помогали убирать картошку. Около поля проходила высоковольтная линия. Однажды припозднились, стало уже совсем темно, к тому же и небо заволокло тучами. Заторопились домой и вдруг встали как вкопанные, провода линии были словно окутаны сияющей голубоватой дымкой. Присмотревшись, заметили, что она состоит из отдельных лепестков — ну впрямь гирлянда, свитая из анютиных глазок! Ребята сказали, что это — огни святого Эльма. А я вспомнила, что в романе Жюля Верна «Путешествия и приключения капитана Гатте-раса» как раз и описывается подобное явление. Помните, когда шлюпка двигалась в полосе электрического света, в ореоле ослепительно ярких, холодных огней? Тогда еще путешественники, которые созерцали эту картину, погрузились в волны ярких лучей, лица их окрасились огненными отсветами... Думаю, что и мое описание может пригодиться». Хотя на самом деле юная естест-воиспытательница наблюдала отнюдь не огни святого Эльма — само ее письмо подсказало интересный разговор о другом, не менее загадочном и аналогичном по природе явлении. Ученые называют его весьма поэтично — корона... Эдуард АЗЕЛЯН, доктор технических наук Александр ВАВИЛОВ, инженер В сырую погоду корону можно увидеть даже днем. И не только увидеть, но и услышать. От ее «голоса» безнадежно глохнет и транзисторный приемник, и даже самая мощная радиостанция, работающая на средних и длинных волнах. Эти «святые огни» на высоковольтных проводах преподносили энергетикам сюрприз за сюрпризом. И, естественно, они усиленно занимались изучением и полезных, и вредных свойств короны. Основы теории коронного разряда в газах были заложены советским электрофизиком академиком В. И. Попковым еще в середине 40-х годов. У него было много последователей, раскрывших большинство тайн столь удивительного явления. В ЗОНЕ ЭЛЕКРОННЫХ ЛАВИН Что же приводит к образованию этих «огней»? Надо заметить, что атмосфера — отличный изолятор. Измерения показывают, что за секунду в 1 см3 воздуха рождается лишь несколько десятков электронов — за счет ионизации его молекул радиоактивным фоном Земли и космическим излучением. Этого, конечно, недостаточно, чтобы за счет направленного движения заряженных частиц возник заметный ток. Но в эту идиллическую картину вторгается со своими «шутками» корона. Вспомним школьную физику. По закону Кулона, напряженность электрического поля на поверхности электрода тем больше, чем меньше его радиус. Радиус провода обычно не превышает 1—2 см, а напряжение между ним и землей у современных мощных ЛЭП достигает сотен киловольт. И вот, когда напряженность электрического поля линии превысит 30 кВ/см, немногие электроны, случайно оказавшиеся вблизи проводов, настолько им ускоряются, что, сталкиваясь с атомами, начинают их ионизовать. С каждым очередным ударом число электронов удваивается: 1, 2, 4, 8, 16, 32 и т. д. В результате проводимость воздуха резко увеличивается. Непосредственно вокруг провода возникает зона сильной ионизации. Чем дальше от него, тем меньше напряженность поля: соответственно падает энергия электронов, и они теряют ионизирующую способность. «Лавина» останавливается. Если напряжение неизменно, активная зона не расширяется. Именно поэтому корона не вызывает пробоя воздуха, то есть короткого замыкания — в отличие от разряда молнии и других быстротечных газоразрядных процессов. Однако полностью благополучной назвать ситуацию нельзя. Некоторые энергичные электроны и ионы все-таки покидают активную зону, постепенно заполняя все пространство между линией и землей. Воздух теряет свои идеальные изолирующие свойства, возникает направленное движение заряженных частиц — электрический ток. Корона же может существовать многие часы... КОРОНОВАННАЯ РАСТОЧИТЕЛЬНИЦА Нерадивый школяр объяснял остановку трамвая ветром, который смел с проводов все электроны и лишил линию электричества. Но вот о зоне ионизации и впрямь можно сказать, что тут подобную роль играет своеобразный электрический ветер. В самом деле уносит энергию. Ток короны на первый взгляд ничтожен — какие-то доли миллиампера на метр провода. Однако нетрудно прикинуть, что даже для скромной по современным масштабам ЛЭП длиной 100 км он будет уже исчисляться десятками ампер. В последнее время слова «обогревать воздух» часто употребляются в переносном значении. Здесь уже их нужно понимать буквально. Измерив температуру воздуха вблизи коронирующего провода, выяснили, что она выше, чем «на улице» — хотя всего лишь на доли градуса. Объ 18 |
