Què és l'efecte corona en la transmissió?

Definició: L'efecte corona es refereix al fenomen en què l'aire que envolta un conductor s'ionitza, resultant en una lluminiscència acompanyada d'un soroll sisserant.

L'aire serveix com a mitjà dielèctric entre les línies de transmissió. En altres paraules, actua com a aïllant entre els conductors portadors de corrent. Quan la tensió induïda entre els conductors és alternada, una corrent de càrrega flueix entre els conductors. Aquesta corrent de càrrega augmenta la tensió de la línia de transmissió.

La intensitat del camp elèctric també augmenta degut a la corrent de càrrega. Quan la intensitat del camp elèctric és inferior a 30 kV, la corrent induïda entre els conductors pot ser negligida. Tanmateix, si la tensió supera els 30 kV, l'aire entre els conductors es carrega i comença a conduir. Es produeixen escintles entre els conductors fins que les propietats aïllants dels conductors es descomponen completament.

Continguts

• Efecte corona

• Formació de corona

• Factors que afecten la corona

• Inconvenients de la descàrrega de corona

• Minimització de la corona

• Punts importants

Formació de corona

L'aire no és un aïllant perfecte. Fins i tot en condicions normals, conté nombrosos electrons lliures i ions. Quan es estableix un camp elèctric entre conductors, aquests ions i electrons lliures experimenten una força. Com a resultat, es veuen accelerats i es mouen en direccions oposades.

Durant el seu moviment, les partícules carregades col·lisionen entre elles i amb molècules no carregades que es mouen lentament. En conseqüència, el nombre de partícules carregades augmenta ràpidament, augmentant la conductivitat de l'aire entre els conductors fins que es produïx una ruptura. En aquest punt, es estableix un arc entre els conductors.
Factors que afecten la corona
Els següents són els factors que influeixen en la corona:

• Efecte de la tensió d'alimentació: Una tensió d'alimentació més alta provoca una major pèrdua de corona en les línies. En les línies de transmissió de baixa tensió, la corona és negligible perquè el camp elèctric no és suficient per mantenir l'ionització.
  Estat de la superfície del conductor: Un conductor suau resulta en un camp elèctric més uniforme en comparació amb un rugós. La rugositat del conductor, causada per salet, pols, raigs, etc., redueix la pèrdua de corona en les línies de transmissió.

• Factor de densitat de l'aire: La pèrdua de corona és inversament proporcional al factor de densitat de l'aire. És a dir, la pèrdua de corona augmenta quan la densitat de l'aire disminueix. Les línies de transmissió en zones muntanyoses poden experimentar una pèrdua de corona més elevada que les de les valls perquè la densitat de l'aire és menor en les zones muntanyoses.

• Efecte de la tensió del sistema: La intensitat del camp elèctric al voltant dels conductors depèn de la diferència de potencial entre ells. Una diferència de potencial més elevada provoca una intensitat de camp elèctric més elevada i, en conseqüència, una corona més pronunciada. La pèrdua de corona augmenta amb l'augment de la tensió.

• Espai entre conductors: Si la distància entre dos conductors és molt més gran que el diàmetre del conductor, es produeix una pèrdua de corona. Quan aquesta distància s'estén més enllà d'un cert límit, el mitjà dielèctric entre ells disminueix, reduint la pèrdua de corona.

Inconvenients de la descàrrega de corona

Els efectes adversos de la corona són els següents:

• Indicació de pèrdua de potència: Apareix una lluminiscència al voltant del conductor, que és un signe clar de la pèrdua de potència que s'està produint en ell.

• Soroll audible i pèrdua de potència: L'efecte corona genera soroll audible, i aquest soroll va acompanyat de pèrdua de potència en el conductor.

• Vibració del conductor: L'efecte corona provoca la vibració del conductor, el que pot afectar la seva integritat estructural a llarg termini.

• Corrosió deguda a la generació d'ozone: La corona genera ozó, el qual, a la vegada, fa que el conductor sigui susceptible a la corrosió, reductint-ne la vida útil.

• Senyals no sinusoidals i caigudes de tensió: Produceix senyals no sinusoidals, provocant caigudes de tensió no sinusoidals a la línia, el que pot interrompre el funcionament normal de l'equip electrònic connectat a la línia.

• Reducció de l'eficiència de la línia: La pèrdua de potència causada per la corona redueix significativament l'eficiència general de la línia de transmissió.

• Interferència en ràdio i TV: L'efecte corona pot interferir amb els senyals de ràdio i televisió, causant interrupcions en els serveis de comunicació i emissió.

Minimització de la corona

Com que la corona redueix l'eficiència de les línies de transmissió, minimitzar-la és crucial. Es poden considerar les següents aproximacions per controlar la corona:

• Augmentar el diàmetre del conductor: Ampliar el diàmetre dels conductors és una manera eficaç de reduir la pèrdua de corona. Això es pot aconseguir utilitzant conductors buits o conductors d'alumini amb nucli d'acer (ACSR). Aquests tipus de conductors no només augmenten el diàmetre sinó que també mantenen la força mecànica i la conductivitat elèctrica necessàries.

• Ajustar la tensió de la línia: La tensió de les línies de transmissió es determina per factors econòmics. Encara que augmentar l'espai entre conductors pot incrementar la tensió disruptiva, aquest mètode té limitacions pràctiques. Per exemple, un espai excessiu pot requerir més terreny, incrementar els costos de construcció i posar retalls en termes d'estabilitat estructural.

• Optimitzar l'espai entre conductors: Tot i que augmentar l'espai entre conductors pot incrementar la caiguda de tensió deguda a l'augment de la reactància inductiva, un ajust adequat de l'espai dins de límits raonables pot ajudar a controlar la corona. Cal trobar un equilibri entre reduir la corona i mantenir nivells acceptables de tensió per la transmissió d'energia.

Punts importants

• Tensió disruptiva: Es refereix a la tensió mínima en la qual l'aïllament de l'aire es treu, marcant l'inici de la corona. Un cop s'assoleix aquesta tensió, l'aire entre els conductors comença a ionitzar-se, provocant la formació de corona.

• Tensió crítica visual: Aquesta és la tensió mínima en la qual la corona visible es fa aparent. Abaix d'aquesta tensió, encara que la corona pot estar ocorrint a un nivell no visible, la característica lluminiscència associada a la corona no és observable.