2 – 3 – 1
Hỏi: Buổi tối, trên đường dây tải điện cao áp đặc biệt, tại sao có điện quầng màu lam thẫm?
Đáp: Quanh dây dẫn đường dây tải điện cao áp có điện trường rất cao, dưới tác dụng của điện trường mạnh, làm cho không khí quanh nó ion hóa sinh ra hiện tượng phóng điện, gọi là phóng điện quầng tán (điện quầng). Như vậy, buổi tối có thể nhìn thấy quầng ánh sáng màu lam thẫm.
2 – 3 – 2
Hỏi: Tại sao trong trạm biến điện 220kV trở lên thường có tiếng phóng điện “tách tách”?
Đáp: Đó là tiếng phóng điện quầng. Tia vũ trụ tia tử ngoại trong không trung, bức xạ của nguyên tố phóng xạ ở dưới đất đều có quang tử photon năng lượng cao, có thể bứt điện tử trong chất khí ra, gọi là quang ion hóa. Khi điện áp trên dây dẫn tăng lên đến trị số nào đó, cường độ từ trường bề mặt dây dẫn có thể làm cho điện tử do quang ion hóa bên ngoài sinh ra sẽ thu được động năng trong khi chuyển động. Nếu động năng lớn hơn năng lượng ion hóa của phân tử khí thì điện tử có thể làm cho phân tử khí bị va chạm sinh ra ion hóa va chạm, dưới tác dụng của điện trường mạnh, điện tử do va chạm sinh ra sẽ thu được động năng, sinh ra ion hóa va chạm mới, kết quả điện tử sẽ tăng lên như tuyết lở, đồng thời phát ra tiếng “tách tách”?
2 – 3 – 3
Hỏi: Tại sao đường dây tải điện phải xét đến vấn đề điện quầng? Làm sao phòng ngừa điện quầng?
Đáp: Điện áp càng cao càng dễ sinh ra điện quầng, cho nên dường dây tải điện trên 35kV phải xét đến điện quầng (phóng điện quầng tán). Điện quầng có ba cái hại sau: (1) Tổn hao điện năng. (2) Khi xảy ra điện quầng, không khí gần dây dẫn sẽ sinh ra hiện tượng ion hóa, dễ gây rạn vỏ sứ, khi quá áp, giữa pha và pha dễ bị xuyên thủng. (3) Sự ion hóa không khí do điện quầng sinh ra dễ tạo ra chất ôxy hóa của nitơ và ôzôn, khí ôzôn có thể làm ôxy hóa kim loại, chất ôxy hóa của nitơ sẽ hóa hợp với nước thành axit nitric, có tác dụng ăn mòn phá hoại đối với kim loại. Tóm lại, bất kể là về mặt kinh tế hay an toàn, thì tính chất nguy hại của điện quầng đều rất lớn. Muốn phòng ngừa điện quầng thì phải nâng cao điện áp điện quầng tới hạn, mà điện áp điện quầng tới hạn tỉ lệ thuận với đường kính dây dẫn, tỉ lệ thuận với khoảng cách giữa các dây dẫn; hiệu quả tăng tiết diện dây dẫn lớn hơn tăng khoảng cách giữa các dây dẫn, mà đầu tư cũng tương đối ít.
2 – 3 – 4
Hỏi: Dây cái của trạm biến thế cao áp (như 220kV) thì tiết diện của nó lớn hơn nhiều so với kết quả tính ra dựa theo cường độ dòng điện làm việc lâu dài của nó. Tại sao?
Đáp: Chọn tiết diện dây cái, không những cần xét đến cường độ dòng điện làm việc lâu dài cho phép lớn nhất, mà điều quan trọng hơn là phải xét điều kiện điện áp tới hạn của phóng điện quầng tán. Điện quầng không chỉ làm tổn thất một phần điện năng, mà có khi dây dẫn xảy ra điện quầng sẽ làm cho không khí gần đó ion hóa, làm giảm độ cách điện, dễ gây nên chớp rạch ở vỏ sứ hoặc giữa các pha; trong phạm vi điện quầng sẽ sinh ra khí ôzôn và axít nitric, có tác dụng phá hoại đối với kim loại và chất cách điện hữu cơ. Ngoài ra, âm thanh đặc biệt do điện quầng sinh ra cũng ảnh hưởng đến sự phán đoán của nhân viên trạm biến điện đối với sự cố của thiết bị. Tăng đường kính của dây dẫn có thể nâng cao điện áp tới hạn của điện quầng. Đường kính dây chính của trạm biến điện 220KV nên chọn tương đối lớn.
2 – 3 – 5
Hỏi: Công tắc cao áp 220 kV trở lên vận hành ở vùng cao nguyên dễ sinh ra điện quầng hơn hay ở vùng đồng bằng?
Đáp: ở vùng cao nguyên dễ sinh ra điện quầng hơn, vì khí áp của vùng cao nguyên thấp, mật độ không khí nhỏ, khiến điện áp khởi đầu của điện quầng xoay chiều của công tắc cao áp giảm, vì thế hiện tượng điện quầng mạnh hơn nhiễu ở vùng đồng bằng, ngay cả khi trời tạnh ráo cũng có thể nghe thấy tiếng phóng điện quầng tán tương đối lớn. Ban đêm, quanh vật mang điện đều sáng.
2 – 3 – 6
Hỏi: Tại sao trong thiết bị phân phối điện, điện áp tương đối thấp (dưới 15kV) thông thường sử dụng thanh hợp dòng hình chữ nhật còn trong thiết bị phân phối điện điện áp tương đối cao (trên 35kV) lại sử dụng thanh hợp dòng hình tròn?
Đáp: Điều kiện tỏa nhiệt của thanh hợp dòng hình chữ nhật tương đối tốt, có thể cho phép phụ tải tương đối lớn, cho nên cố gắng chọn dùng (dưới 15kV). Nhưng khi điện áp tương đối cao, như cao hơn 35kV do độ bậc thang điện thế phần góc nhọn quá cao, sinh ra điện quầng, không thể không chuyển sang dùng thanh hợp dòng hình tròn.
Điện quầng là hiện tượng phóng điện sinh ra sau khi bậc thang của điện thế quá cao. Lúc đó, phân tử không khí bị ion hóa làm giảm khả năng cách điện của không khí, sẽ sinh ra chớp rạch xuyên thủng. Đồng thời, điện quầng tạo ra ôzôn và chất ôxy hóa của nitơ, sẽ ăn mòn kim loại và giảm cách điện.
