¿Qué es el efecto corona? factor que afecta, voltaje disruptivo crítico, visual

El efecto corona es un fenómeno eléctrico que puede causar grandes problemas en instalaciones de alta tensión. Este efecto, también conocido como descarga corona, se produce cuando hay un exceso de voltaje en los conductores, lo que provoca una especie de «chisporroteo» en el aire alrededor de los cables. En este artículo, exploraremos cómo el efecto corona puede afectar el voltaje disruptivo crítico y la calidad visual de las líneas eléctricas.

¿Qué es el Efecto Corona en las líneas de transmisión?

efecto corona (también conocido como descarga de corona) no es más que la ionización del aire alrededor del conductor de alimentación. El aire alrededor del conductor de energía tiene electrones libres debido a la radiactividad y los rayos cósmicos. A medida que aumenta el potencial entre conductores, aumenta el gradiente de potencial cerca de la superficie del conductor. Cuando el voltaje es mayor que el voltaje disruptivo crítico Se produce el efecto corona. corona perdida observado en la línea de transmisión de alta tensión. corona produjo silbidos y crujidos con emisión de gas ozono, efecto corona provoca interferencias de radio con una línea de comunicación vecina y también crea un resplandor violeta alrededor del conductor de alimentación.
¿Qué es el efecto corona? factor que afecta, voltaje disruptivo crítico, visual
formación de corona

Los electrones libres se mueven con cierta velocidad dependiendo de la fuerza del campo, estos electrones libres chocan con las moléculas de aire. si la velocidad de los electrones es muy grande, desalojan electrones de las moléculas de aire y afectan el aumento del número de electrones. Esto forma una avalancha de electrones libres y da como resultado que el aire alrededor del conductor se ionice.

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Cuando el voltaje es mayor que el voltaje disruptivo crítico, se produce corona.

Tensión disruptiva crítica :

El voltaje disruptivo crítico se define como el voltaje en el cual la interrupción completa de fuerza dieléctrica del aire ocurre. si el voltaje aumenta por encima del voltaje disruptivo crítico, se produce una corona.

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fórmula de tensión disruptiva crítica

𝛿: factor de corrección de la densidad del aire

r: radio del conductor

d: distancia de separación del conductor

g₀: resistencia dieléctrica
= 30kV/cm3

Sin embargo, la temperatura y la presión existentes en la superficie del conductor son diferentes de NTP. por lo que a cualquier otra temperatura y presión la ecuación crítica de voltaje disruptivo se convierte en

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tensión disruptiva crítica a temperatura

g’=rigidez dieléctrica a cualquier temperatura y presión

g’=g₀𝛿
r: radio del conductor
𝛿: factor de densidad del aire

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factor de densidad del aire

H: Presión atmosférica en cm de Hg
t: temperatura en grados C

Si la superficie del conductor es irregular, se introducirá en la fórmula el factor de irregularidad de la superficie (m).

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m=>m=0,93-0,98 para conductor rugoso/trenzado
m=0.83-0.87 para siete cables trenzados
m=0,9 para más de siete cables multifilares

Voltaje crítico visual

La tensión crítica visual se define como la fase mínima a la tensión neutra que brilla y aparece a lo largo de la línea conductora. Se ha visto que en el caso de conductores de línea paralelos, el brillo de corona no comienza en el voltaje disruptivo pero a un voltaje más alto llamado voltaje crítico visual.

Teoría de la formación de corona

Si la relación entre el espacio entre los conductores y el radio del conductor es inferior a 15, se producirá una descarga disruptiva entre el conductor antes del formación de la corona.

Para la línea aérea que generalmente se espacia entre un conductor y otro, el radio es mucho más de 15, por lo que el flameo es imposible. Por lo tanto, corona es una descarga eléctrica en el aire ionizado alrededor del conductor de energía, efecto corona o fenómeno puede ser identificado por el brillo violeta que se ve alrededor del conductor de energía también llamado anillo corona. corona crea un silbido con emisiones de gas ozono que se puede identificar por su olor.

Factores que afectan al efecto corona:

Hay muchos factores que afectan parte del efecto corona. Factores que afectan al efecto corona se discuten a continuación

  • factor electrico
  • Factor atmosférico
  • Forma y tamaño del conductor.


factor electrico

Efecto de la frecuencia de suministro

La pérdida de potencia en efecto corona/pérdida se puede calcular utilizando la siguiente fórmula,

¿Qué es el efecto corona? factor que afecta, voltaje disruptivo crítico, visual
fórmula/ecuación de pérdida de corona en líneas de transmisión línea

dónde

f: frecuencia de suministro

𝛿: factor de corrección de la densidad del aire

r: radio del conductor


d: distancia de separación del conductor

Vp: voltaje de operación

Vo: voltajes disruptivos críticos

De la ecuación anterior de descarga de corona, podemos ver que la pérdida de corona es una función de la frecuencia, por lo tanto, cuanto mayor sea la frecuencia de suministro, mayores serán las pérdidas de corona. esto muestra que la pérdida de corona en la transmisión de CC es menor que en la línea de CA.

Efecto de la tensión de línea

El voltaje de la línea afecta en gran medida a la corona. Si es bajo, no hay carga en la condición del aire que rodea los conductores y, por lo tanto, no se forma corona. Sin embargo, si el voltaje de la línea tiene un valor tal que la tensión electrostática desarrollada en la superficie del conductor hace que el aire alrededor del conductor conduzca, entonces se forma una corona.

Efecto de la condición atmosférica

Desde el ecuación de pérdida de corona está claro que la pérdida de corona es una función de factor de corrección de la densidad del aire “𝛿 que está directamente en el denominador de la ecuación, así que concluye que cuanto menor sea el valor de «𝛿 «, mayores serán las pérdidas y viceversa.

Por el menor valor de «𝛿» la presión debe ser baja y la temperatura es alta debido a esta razón en las áreas montañosas la pérdida de corona es mayor que en el área plana.

Las partículas de polvo en un conductor también aumentan las pérdidas de corona debido a una reducción en voltaje critico. también en malas condiciones climáticas como lluvia, nevadas y tormentas, tensión disruptiva crítica disminuir al aumentar la pérdida de corona.

Efecto de la forma y el tamaño del conductor.

Para voltajes más altos, el uso de un conductor por fase produce una descarga de corona más alta y interferencia de radio con líneas de comunicación vecinas que discurren siempre paralelas a la línea de transmisión.

Este problema se puede superar mediante el uso de un conductor incluido en lugar de un solo conductor, el uso de más de dos conductores por fase, es decir, el conductor agrupado aumenta tensión disruptiva crítica reducción resultante en las pérdidas de corona.

Efecto del espaciado entre conductores

Si el espacio entre los conductores es la misma capa en comparación con sus diámetros, es posible que no haya ningún efecto corona. Esto se debe a que la distancia de capa entre los conductores reduce las tensiones electrostáticas en la superficie del conductor, evitando así la formación de corona.

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Método para minimizar el efecto corona

La pérdida de corona se puede reducir mediante:-

Efecto corona reducido al aumentar el tamaño del conductor

Al aumentar el tamaño del conductor, el voltaje al que se produce la corona aumenta y, por lo tanto, los efectos de la corona se reducen considerablemente. Esta es una de las razones por las que los conductores ACSR que tienen un área de sección transversal más grande se utilizan en las líneas de transmisión.

Al aumentar el espacio entre conductores

Al aumentar la separación entre los conductores, se eleva el voltaje al que se produce la corona y, por lo tanto, se pueden eliminar los efectos de la corona. Sin embargo, el espacio no se puede aumentar demasiado, de lo contrario, el costo de la estructura de soporte (es decir, cruces y soportes más grandes) puede aumentar considerablemente.

Ventajas del efecto corona

La pérdida de corona tiene algunas ventajas: reduce la magnitud de las ondas de alto voltaje generadas por un rayo o acción de conmutación al disipar parcialmente la energía como pérdida de corona.

Desventajas del efecto Corona

1) Corona provoca una pérdida de energía. Esto afecta la eficiencia de transmisión de la línea.

2) El gas ozono se produce por el efecto corona y puede provocar la corrosión del conductor debido a la acción química.

3) el efecto corona tiene la desventaja de que puede causar interferencias con las líneas de comunicación vecinas.

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