Статья: Высоковольтные технологии в электроэнергетических системах
Группы высоковольтных технологий. Технологии, основанные на применении сильных электрических полей
Высоковольтные технологии – это технологии, основанная на использовании высокого напряжения.
Современные высоковольтные можно разделить на три основные группы:
- Электроимпульсные технологии.
- Плазмохимические технологии.
- Технологии, основанные на применении сильных электрических полей.
Сильные электрические поля применяются в самых разнообразных технологических процесса, самыми распространенными из которых являются: электрическая покраска, очистка газов от пыли, нанесение порошковых покрытий в электрическом поле и другие. Принцип реализации перечисленных технологических процессов заключается в том, что частицам жидкости или твердого вещества сообщается некоторый электрический заряд, а электрическое поле, в которое он был внесен, создает его движение в определенном направлении.
Самыми крупными источниками вредных выбросов в атмосферу являются электрические тепловые станции, функционирующие в составе электроэнергетических систем предприятий химической промышленности и металлургических заводов. На данных объектах, для улавливания пыли используются электрические фильтры с целью снижения степени загрязненности окружающей среды и увеличения объема выхода полезного продукта. Принцип работы электрического фильтра показан на рисунке ниже.
Рисунок 1. Принцип работы электрического фильтра.
В зону между катодом (1) и анодом(2) направляется газовый поток с частицами пыли (3). Если к ним от источника питания (4) подводится напряжение, то между ними возникает электрическое поле, что способствует движению электронов (5), а также отрицательно и положительно заряженных ионов (6). В соответствии с зарядами, эти частицы двигаются в сторону электродов.
Электроимпульсные технологии. Электроимпульсное разрушение
Электроимпульсные технологии – это технологии, которые основаны на использовании физических факторов, сопровождающих процесс преобразования электрической энергии в другие виды посредством светового излучения, электрического взрыва, ионизации вещества и т.п.
Перспективными направлениями применения электроимпульсных технологий являются:
- Очистка воды от бактерий и физико-химических загрязнений.
- Очистка от накипи и отложений различных поверхностей.
- Дезинтеграция геологических проб.
- Очистка запорной арматуры.
- Разрушение горных пород.
Электроимпульсное разрушение, обычно проводится в воде. Рабочим инструментом при таком разрушении является искра. Пример схемы установки электроимпульсного разрушения некондиционного железобетонного изделия изображена на рисунке ниже.
Рисунок 2. Схема установки электроимпульсного разрушения некондиционного железобетонного изделия.
Здесь: 1,6 - манипуляторы; 2 - железобетонное изделие; 3 - вода; 4 - рабочий электрод; 5 - источник питания.
Железобетонное изделие загружается в ванну, наполненную водой, рабочий электрод при помощи манипулятора перемещается по ячейкам изделия. При этом системой контроля выдается команда для перемещения в новое положение только после полного разрушения ячейки. Арматура, которая освободилась после железобетонного изделия, а также бетонный шлам удаляются из ванны по отдельности. К побочным явлениям электроимпульсного разрушения относятся эффекты, которые обусловлены воздействием на жидкую рабочую среду и материал высокой температуры канала разряда, магнитных и электрических полей, а также давление волны, которая проходит в твердом теле.
Особенности плазмохимических технологий
Плазмохимическая технология представляет собой процесс производства вещества и материалов, который протекает при взаимодействии химических реагентов с плазмой. В некоторых случаях плазма сама выступает в качестве реагента. Основными стадиями плазмохимического процесса являются подготовка сырья, химическое превращение и выделение готового продукта.
Для получения плазмы используются плазмотроны. Плазмотроны делятся на высокочастотные (емкостные, индукционные), электродуговые (с прямой дугой, с вращающимися электродами, с косвенной дугой, с вращающейся дугой, с электролитическими электродами) и комбинированные. Основные требования к ним - способность в течении продолжительного промежутка времени генерировать плазму с необходимой температурой, обеспечивая высокий коэффициент полезного действия процесса преобразования электроэнергии в энергию плазмы.
Химическое превращение осуществляется в плазмохимических реакторах, которые в зависимости от наличия разряда подразделяются на электроразрядные и плазмоструйные. В электроразрядных процесс превращения происходит в зоне электрического разряда. В плазмоструйных реакторах плазма подается в плазменную струю, которая вытекает из плазмотрона. При выделении целевого продукта используются такие же способы, что и в традиционных химических технологиях.