ما هو تأثير الكورونا في النقل؟

التعريف: يشير تأثير الكورونا إلى الظاهرة التي يتم فيها تأيين الهواء المحيط بالموصل، مما يؤدي إلى ظهور إشراق مصاحب لصوت خفيف.

يقوم الهواء كوسط عازل بين خطوط النقل. بمعنى آخر، يعمل كعازل بين الموصلات الحاملة للتيار. عندما يكون الجهد المستحث بين الموصلات من نوع متناوب، يتدفق تيار شحن بين الموصلات. يؤدي هذا التيار الشاحن إلى زيادة جهد خط النقل.

يزداد أيضاً شدة المجال الكهربائي بسبب تيار الشحن. عندما تكون شدة المجال الكهربائي أقل من 30 كيلوفولت، يمكن تجاهل التيار المستحث بين الموصلات. ومع ذلك، إذا ارتفع الجهد عن 30 كيلوفولت، يصبح الهواء بين الموصلات مشحوناً ويبدأ في التوصيل. يحدث الشرار بين الموصلات حتى تنكسر خصائص العزل تماماً.

المحتوى

• تأثير الكورونا

• تكوين الكورونا

• العوامل المؤثرة على الكورونا

• عيوب تفريغ الكورونا

• تقليل الكورونا

• نقاط مهمة

تكوين الكورونا

الهواء ليس عازلاً مثالياً. حتى تحت الظروف الطبيعية، يحتوي على العديد من الإلكترونات الحرة والأيونات. عند تأسيس مجال كهربائي بين الموصلات، تتعرض هذه الأيونات والإلكترونات الحرة لقوة. نتيجة لذلك، يتم تسريعها وتتحرك في اتجاهات معاكسة.

خلال حركتها، تتصادم الجزيئات المشحونة مع بعضها البعض ومع الجزيئات غير المشحونة البطيئة الحركة. وبالتالي، يزداد عدد الجزيئات المشحونة بسرعة، مما يعزز قابلية التوصيل للهواء بين الموصلات حتى يحدث الانهيار. في هذه المرحلة، يتم تأسيس قوس كهربائي بين الموصلات.
العوامل المؤثرة على الكورونا
الأمور التالية هي العوامل المؤثرة على الكورونا:

• تأثير جهد التغذية: يؤدي جهد التغذية الأعلى إلى زيادة أكبر في فقدان الكورونا في الخطوط. في خطوط نقل الجهد المنخفض، يكون فقدان الكورونا ضئيلاً لأن شدة المجال الكهربائي غير كافية لاستمرار التأيين.
  حالة سطح الموصل: يؤدي الموصل الناعم إلى مجال كهربائي أكثر تجانساً مقارنة بالموصل الخشن. تؤدي خشونة الموصل، والتي تنتج عن الغبار والتراكم والخدوش وغيرها، إلى تقليل فقدان الكورونا في خطوط النقل.

• عامل كثافة الهواء: يكون فقدان الكورونا عكسياً لعامل كثافة الهواء. أي أن فقدان الكورونا يزداد مع انخفاض كثافة الهواء. قد تواجه خطوط النقل في المناطق الجبلية فقداناً أعلى للكورونا مقارنة بالمناطق السهلية لأن كثافة الهواء أقل في المناطق الجبلية.

• تأثير جهد النظام: تعتمد شدة المجال الكهربائي حول الموصلات على الفرق الكهربائي بينهما. يؤدي الفرق الكهربائي الأعلى إلى زيادة شدة المجال الكهربائي وبالتالي زيادة تأثير الكورونا. يزيد فقدان الكورونا مع زيادة الجهد.

• المسافة بين الموصلات: إذا كانت المسافة بين موصلين أكبر بكثير من قطر الموصل، يحدث فقدان الكورونا. عندما يتم تمديد هذه المسافة بما يتجاوز حد معين، يقل الوسط العازل بينهما، مما يقلل من فقدان الكورونا.

عيوب تفريغ الكورونا

الأثار السلبية للكورونا هي كالتالي:

• إشارة فقدان الطاقة: يظهر إشراق حول الموصل، وهو دليل واضح على فقدان الطاقة الذي يحدث عليه.

• الضوضاء الصوتية وفقدان الطاقة: ينتج تأثير الكورونا ضوضاء صوتية، وهذه الضوضاء تترافق مع فقدان الطاقة على الموصل.

• اهتزاز الموصل: يسبب تأثير الكورونا اهتزاز الموصل، مما يمكن أن يؤثر على سلامته الهيكلية مع مرور الوقت.

• الصدأ بسبب تكوين الأوزون: ينتج الكورونا أوزوناً، مما يجعل الموصل عرضة للصدأ، مما يقصر عمره الإفتراضي.

• الإشارات غير الموجية والسقوطات الجهدية: ينتج إشارات غير موجية، مما يؤدي إلى سقوطات جهدية غير موجية على طول الخط، مما يمكن أن يعطل التشغيل الطبيعي للمعدات الكهربائية المتصلة بالخط.

• تقليل كفاءة الخط: يؤدي فقدان الطاقة بسبب الكورونا إلى تقليل الكفاءة الكلية لخط النقل.

• التشويش على الراديو والتلفزيون: يمكن أن يسبب تأثير الكورونا تشويشاً على إشارات الراديو والتلفزيون، مما يؤدي إلى اضطرابات في خدمات التواصل والإذاعة.

تقليل الكورونا

نظرًا لتقليل الكورونا لكفاءة خطوط النقل، فإن تقليله أمر بالغ الأهمية. يمكن النظر في النهج التالية للتحكم في الكورونا:

• زيادة قطر الموصل: يعد توسيع قطر الموصل طريقة فعالة لتقليل فقدان الكورونا. يمكن تحقيق ذلك باستخدام الموصلات الفارغة أو الموصلات الألومنيوم ذات النواة الصلب (ACSR). هذه الأنواع من الموصلات لا تزيد فقط من القطر ولكنها تحافظ أيضًا على القوة الميكانيكية والقابلية الكهربائية اللازمة.

• تعديل جهد الخط: يتم تحديد جهد خطوط النقل بواسطة العوامل الاقتصادية. بينما يمكن زيادة المسافة بين الموصلات لرفع الجهد المعطل، فإن هذه الطريقة لها حدود عملية. على سبيل المثال، قد يتطلب المسافات الزائدة المزيد من الأرض ويزيد من تكاليف البناء ويطرح تحديات فيما يتعلق بالثبات الهيكلي.

• تحسين المسافة بين الموصلات: رغم أن زيادة المسافة بين الموصلات يمكن أن تزيد من سقوط الجهد بسبب زيادة المقاومة الاستقرائية، إلا أن التعديل المناسب للمسافة ضمن حدود معقولة يمكن أن يساعد في السيطرة على الكورونا. يجب تحقيق توازن بين تقليل الكورونا والحفاظ على مستويات جهد مقبولة لنقل الطاقة.

نقاط مهمة

• جهد الانهيار: يشير إلى الجهد الأدنى الذي يحدث فيه انهيار العزل الهوائي، مما يشير إلى بداية تكوين الكورونا. بمجرد الوصول إلى هذا الجهد، يبدأ الهواء بين الموصلات في التأيين، مما يؤدي إلى تكوين الكورونا.

• جهد الحرجة المرئي: هو الجهد الأدنى الذي يصبح فيه الكورونا مرئياً. تحت هذا الجهد، بينما قد يكون الكورونا يحدث على مستوى غير مرئي، فإن الإشراق المميز بالكورونا لا يمكن رؤيته.