Co je Corona efekt při přenosu?

Definice: Efekt koruny se týká jevu, při němž se vzduch okolo vodiče ionizuje, což vede k luminiscenčnímu záření doprovázenému štěkotem.

Vzduch slouží jako dielektrické médium mezi přenosovými čarami. Jinak řečeno, působí jako izolátor mezi vodiči, kterými proudí proud. Pokud je napětí mezi vodiči střídavé, proudí mezi vodiči nabíjecí proud. Tento nabíjecí proud zvyšuje napětí přenosové linky.

Intenzita elektrického pole také roste díky nabíjecímu proudu. Pokud je intenzita elektrického pole menší než 30 kV, lze indukovaný proud mezi vodiči zanedbat. Pokud však napětí překročí 30 kV, vzduch mezi vodiči se nabije a začne vodičit. Mezi vodiči dochází ke skokům, dokud izolační vlastnosti vodičů úplně neznehodnotí.

Obsah

• Efekt koruny

• Vznik koruny

• Faktory ovlivňující korunu

• Nevýhody uvolnění koruny

• Minimalizace koruny

• Důležité body

Vznik koruny

Vzduch není dokonalým izolátorem. I za normálních podmínek obsahuje množství volných elektronů a iontů. Jakmile se mezi vodiči vytvoří elektrické pole, tyto ionty a volné elektrony zažijí sílu. V důsledku toho jsou zrychleny a pohybují se opačnými směry.

Během svého pohybu se nabité částice navzájem kolidují a s pomaleji pohybujícími se nenabitymi molekulami. Následkem toho rychle roste počet nabitych částic, což zvyšuje vodivost vzduchu mezi vodiči až do bodu, kdy dojde k propadu. V tomto okamžiku se mezi vodiči vytvoří oblouk.
Faktory ovlivňující korunu
Následující faktory ovlivňují efekt koruny:

• Účinek zdrojového napětí: Vyšší zdrojové napětí vedou k větším ztrátám koruny na čárách. V přenosových čárách s nízkým napětím je efekt koruny zanedbatelný, protože elektrické pole není dostatečné k udržení ionizace.
  Stav povrchu vodiče: Hladký vodič vytváří více rovnoměrné elektrické pole než hrubý. Hrubost vodiče, způsobená špínou, usazením prachu, drhnutím atd., snižuje ztráty koruny v přenosových čárách.

• Faktor hustoty vzduchu: Ztráty koruny jsou nepřímo úměrné faktoru hustoty vzduchu. To znamená, že ztráty koruny rostou, jak hustota vzduchu klesá. Přenosové čáry v hornatých oblastech mohou zaznamenávat vyšší ztráty koruny než ty v rovinách, protože hustota vzduchu v hornatých oblastech je nižší.

• Účinek systémového napětí: Intenzita elektrického pole kolem vodičů závisí na rozdílu potenciálů mezi nimi. Vyšší rozdíl potenciálů vede k vyšší intenzitě elektrického pole a následně k výraznější koruně. Ztráty koruny rostou s rostoucím napětím.

• Vzdálenost mezi vodiči: Pokud je vzdálenost mezi dvěma vodiči mnohem větší než průměr vodiče, dochází k ztrátám koruny. Když je tato vzdálenost prodloužena nad určitou hranici, dielektrické médium mezi nimi ubývá, což snižuje ztráty koruny.

Nevýhody uvolnění koruny

Záporné účinky koruny jsou následující:

• Indikace ztráty energie: Okolo vodiče se objevuje záření, což je jasným signálem ztráty energie na něm.

• Akustický šum a ztráta energie: Efekt koruny generuje akustický šum, a tento šum je spojen s ztrátou energie na vodiči.

• Vibrace vodiče: Efekt koruny způsobuje vibraci vodiče, což může dlouhodobě ovlivnit jeho strukturní integritu.

• Koroze způsobená produkci ozonu: Koruna generuje ozon, což vodič činí náchylným k korozi, což zkracuje jeho životnost.

• Nesinusoidální signály a klesání napětí: Vytváří nesinusoidální signály, což vede k nesinusoidálním klesáním napětí po lince, což může narušit normální fungování elektrického zařízení připojeného k lince.

• Změna efektivity linky: Ztráty energie způsobené korunou výrazně snižují celkovou efektivitu přenosové linky.

• Interference rádia a televize: Efekt koruny může rušit rádiové a televizní signály, což může způsobit poruchy v komunikaci a vysílacích službách.

Minimalizace koruny

Protože koruna snižuje efektivitu přenosových linek, je klíčové ji minimalizovat. Následující přístupy lze zvážit pro kontrolu koruny:

• Zvětšení průměru vodiče: Rozšíření průměru vodičů je efektivní způsob, jak snížit ztráty koruny. To lze dosáhnout použitím dutých vodičů nebo vodičů z hliníku s jádrem ze slitiny oceli (ACSR). Tyto typy vodičů nejen zvětšují průměr, ale také udržují nutnou mechanickou pevnost a elektrickou vodivost.

• Úprava napětí linky: Napětí přenosových čar je určeno ekonomickými faktory. Ačkoli zvětšení vzdálenosti mezi vodiči může zvýšit destrukční napětí, tento způsob má praktické omezení. Například příliš velká vzdálenost může vyžadovat více půdy, zvýšit náklady na stavbu a představovat výzvy v oblasti strukturní stability.

• Optimalizace vzdálenosti mezi vodiči: I když zvětšení prostoru mezi vodiči může zvýšit klesání napětí kvůli nárůstu induktivní reaktance, vhodná úprava vzdálenosti v rozumných mezích může pomoci kontrolovat korunu. Je třeba najít rovnováhu mezi snižováním koruny a udržováním přijatelných úrovní napětí pro přenos energie.

Důležité body

• Destrukční napětí: Odkazuje na minimální napětí, při kterém dochází k propadu vzduchové izolace, což signalizuje začátek efektu koruny. Jakmile je dosaženo tohoto napětí, vzduch mezi vodiči začne ionizovat, což vede k vzniku koruny.

• Vizuální kritické napětí: Jde o minimální napětí, při kterém se stane viditelná koruna. Při nižším napětí, i když koruna může probíhat na neviditelné úrovni, není charakteristické záření spojené s korunou pozorovatelné.